Nieuwe wetenschappelijke doorbraken onthullen dat de Chicxulub-asteroïde, die 66 miljoen jaar geleden verantwoordelijk was voor het uitsterven van de dinosaurussen, afkomstig is uit de verste regionen van ons zonnestelsel. Deze baanbrekende ontdekking werd gepubliceerd in het prestigieuze wetenschappelijke tijdschrift Science. Ze werpt een nieuw licht op ons zonnestelsel en de geschiedenis van onze planeet. Een belangrijke bijdrage aan dit onderzoek werd geleverd door professor Steven Goderis en zijn team van de Vrije Universiteit Brussel (VUB).
“Ons zonnestelsel is eigenlijk één grote stoffige plek, net als een oude zolder vol vergeten schatten,” zegt Goderis, met een knipoog naar de immense hoeveelheden stof en brokstukken die in de vorm van meteorieten en asteroïden door ons zonnestelsel rondzweven. Deze bouwstenen van onze planeten, hoe klein of groot ook, bevatten kostbare informatie over de geschiedenis en samenstelling van ons zonnestelsel, inclusief onze eigen aarde.
Een puzzelstuk onthuld
De Chicxulub-asteroïde heeft altijd een waas van mysterie om zich heen gehad. Met een diameter van zo'n 10 tot 12 kilometer sloeg deze kosmische kolos in op het Mexicaanse schiereiland Yucatán en veranderde daarmee voorgoed de loop van de evolutie van het leven op aarde. Het is een van de meest bestudeerde impactkraters, omdat deze inslag verantwoordelijk was voor het uitsterven van driekwart van het leven op aarde, waaronder de dinosaurussen.
“Het was al lange tijd duidelijk dat een asteroïde verantwoordelijk was,” legt Goderis uit. “Maar waar die precies vandaan kwam, bleef een grote vraag. Nu weten we dankzij onze isotopenanalyses dat het object gevormd werd in de buitenste delen van ons zonnestelsel, voorbij de gasreuzen Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus.” Goderis en zijn team gebruikten de isotopenverhoudingen van ruthenium, een zeldzaam metaal, om de ‘vingerafdruk’ van de Chicxulub-asteroïde te bepalen. De chemische samenstelling van de asteroïde kwam overeen met andere objecten uit de buitenste zone van de asteroïdengordel die zich nu bevinden in een omloopbaan tussen Mars en Jupiter.
“Elke asteroïde is anders, en door ze te bestuderen, zijn we beter voorbereid op toekomstige inslagen.”
Jupiter als kosmische scheidsrechter
De bevindingen van Goderis en zijn team bevestigen dat de asteroïde door de enorme zwaartekracht van Jupiter vroeg na diens vorming naar het binnenste zonnestelsel werd getrokken. “Jupiter was cruciaal in dit proces,” legt Goderis uit. “Door zijn massieve omvang en zwaartekracht fungeerde de planeet als een soort kosmische flipperkast, waarbij objecten zoals de Chicxulub-asteroïde vanuit de verre uithoeken van het zonnestelsel naar binnen werden geduwd.”
Kort na zijn vorming migreerde Jupiter tijdelijk dichter naar de zon om vervolgens weer terug te keren naar zijn huidige positie. Deze migratie zorgde ervoor dat materiaal uit de buitenste regionen naar het binnenste van ons zonnestelsel werd geslingerd. Dit verklaart waarom een asteroïde die oorspronkelijk ver buiten de asteroïdengordel rond Mars en Jupiter ontstond, uiteindelijk de aarde kon raken.
“Jupiter heeft een soort scheidingslijn gecreëerd tussen het binnenste en het buitenste deel van ons zonnestelsel,” aldus Goderis. “Objecten uit het buitenste zonnestelsel, zoals de Chicxulub-asteroïde, bevatten veel meer vluchtige bestanddelen, zoals koolstof, water en organische materialen. Dit type object noemen we ‘koolstof houdende’ asteroïden, en ze verschillen sterk van de objecten die dichter bij de zon te vinden zijn.”
De aarde gehuld in schaduw
De Chicxulub-asteroïde sloeg in met een snelheid van 15 tot 20 kilometer per seconde en liet een enorme krater achter met een diameter van 180 kilometer. De inslag veroorzaakte gigantische hoeveelheden stof en puin waardoor het zonlicht werd geblokkeerd. Het gevolg was dat de aarde in een koude periode belandde gedurende enkele tientallen jaren, waarna de vrijgekomen broeikasgassen het overnamen. Gecombineerd leidde dit tot een massale uitsterving van planten en dieren, inclusief de (niet-vliegende) dinosaurussen.
“Lang werd gedacht dat de zwavel die zich in de ondergrond van Yucatán bevindt, en bevrijd werd door de inslag, verantwoordelijk was voor de rampzalige donkere tijden op aarde,” legt Goderis uit. “Maar onderzoek door de AMGC-onderzoeksgroep toont aan dat het eerder het zeer fijne, silicaatrijke stof was dat jarenlang in de atmosfeer bleef hangen en het zonnelicht tegenhield. Hierdoor kwam de fotosynthese op aarde volledig stil te liggen, wat leidde tot de ineenstorting van het voedselweb en een enorme massa-extinctie.”
De gevolgen waren zo drastisch dat het wel twintig jaar duurde voordat het stof weer op aarde was neergedaald. Tegen die tijd waren veel soorten al uitgestorven. Maar deze ingrijpende gebeurtenis bood wel ruimte aan zoogdieren en – uiteindelijk ook de homo sapiens - om zich verder te ontwikkelen.
“Wetenschap is geen soloproject”
Voor Goderis is de wetenschap een constant evoluerend proces waarin elke ontdekking voortbouwt op de bevindingen van anderen. “Wetenschap is geen soloproject,” zegt hij. “Ik ben zelf naar de VUB gekomen om samen te werken met professor Philippe Claeys, die het onderzoek naar inslagkraters hier heeft opgestart. Samen met onze onderzoeksgroep hebben we een grote verzameling meteorieten en impact-gerelateerde gesteenten opgebouwd. Die vormen een belangrijke basis voor dit onderzoek.”
De samenwerking met internationale wetenschappers was cruciaal voor het succes van de studie naar de Chicxulub-asteroïde. “Voor deze specifieke studie hebben we samengewerkt met Dr. Mario Fischer-Gödde van de Universiteit van Keulen. Hij is een van de weinige wetenschappers ter wereld die in staat is om isotopenverhoudingen van ruthenium met de nodige precisie te meten. Het heeft meerdere jaren geduurd om alle benodigde data te verzamelen, maar de resultaten waren het wachten waard,” vertelt Goderis.
Buitenaardse schatten op Antarctica
Naast de Chicxulub-asteroïde onderzoekt Goderis ook meteorieten die op andere plekken op aarde worden gevonden. Een belangrijke locatie voor dit onderzoek is Antarctica, dat een soort natuurlijke diepvries is voor meteorieten. “Antarctica is een goudmijn voor ons,” legt Goderis uit. “De extreme kou bewaart de meteorieten goed, en door het kleurcontrast met het ijs en bepaalde ijsstromingen zijn ze makkelijker te vinden op bepaalde plekken. Samen met glaciologen van de VUB en ULB hebben inmiddels een methode ontwikkeld waarbij we met behulp van machine learning kunnen voorspellen waar we de meeste meteorieten kunnen vinden.”
Goderis en zijn team hebben in Antarctica zelfs meteorietfragmenten gevonden die mogelijk dezelfde vingerafdruk vertonen als de Chicxulub-asteroïde. Een aanwijzing dat dit type object vaker op aarde kan zijn ingeslagen dan we tot nu toe dachten.
“Elke meteoriet is als een puzzelstuk dat ons meer vertelt over ons zonnestelsel, en we hebben nog maar een klein deel van die puzzel opgelost.”
Toekomstige ontdekkingen en planetaire verdediging
De kennis die Goderis en zijn team hebben opgedaan, is niet alleen van belang voor het begrijpen van de geschiedenis van de aarde, maar ook voor onze toekomst. NASA experimenteert momenteel met technieken om asteroïden die een mogelijke bedreiging voor de aarde vormen van hun omloopbaan af te doen wijken. Kortgeleden vuurde de ruimtevaartorganisatie doelbewust een sonde op een asteroïde af om te testen of we de baan van zo’n object kunnen veranderen.
“Het is essentieel om te weten waar asteroïden vandaan komen en wat hun samenstelling is,” benadrukt Goderis. “Elke asteroïde is anders, en door ze te bestuderen, zijn we beter voorbereid op mogelijke toekomstige inslagen. Een beter begrip van wat zich in het geologische verleden heeft afgespeeld kan ons in de verre toekomst misschien zelfs helpen om de aarde te beschermen tegen een mogelijke ramp.”
Een nieuw tijdperk van ontdekkingen
Met nieuwe expedities naar Antarctica en de voortdurende analyse van meteorieten staan er nog veel meer ontdekkingen voor de deur. “Elke meteoriet is een puzzelstuk dat ons meer vertelt over het verleden van ons zonnestelsel en onze planeet,” zegt Goderis. “En we hebben nog maar een klein deel van die puzzel gelegd. Maar elke stap die we zetten, brengt ons dichter bij het het in kaart brengen van de oorsprong en evolutie van de aarde en de objecten die haar hebben gevormd.”
De steun van de Vrije Universiteit Brussel en de internationale wetenschappelijke gemeenschap is daarbij van onschatbare waarde. “Zonder de visie van de VUB en de inzet van mijn collega's en samenwerkingspartners zouden we dit werk niet kunnen doen,” zegt Goderis. “Het is geweldig om deel uit te maken van zo’n snel ontwikkelend onderzoeksveld dat niet alleen terugkijkt naar het verleden, maar ook vooruitblikt naar de toekomst.”
Bio Steven Goderis
Prof. Dr. Steven Goderis is als geochemicus verbonden aan de VUB en gespecialiseerd in het onderzoeken van buitenaards materiaal en de mogelijke invloeden ervan op de evolutie van onze planeet. Hij is een van de groepsleiders in de Archaeology, Environmental Changes and Geo-Chemistry (AMGC) Large Research Group van de VUB. Eind augustus verscheen een nieuwe paper over de Chicxulub asteroïdeninslag in het gerenommeerde wetenschappelijk tijdschrift Science, met een belangrijke bijdrage van die AMGC-onderzoeksgroep.