Meteorieten en de zoektocht naar leven op Mars4 minuten leestijd

Door: Arjen Boosman.

Onderzoek naar organische stoffen (koolstofhoudende verbindingen) is van belang voor verschillende grote vraagstukken binnen de wetenschap. Hoe is het leven op aarde ontstaan? Waar komen vluchtige stoffen op aarde en planeten vandaan? En hoe ziet de koolstofcyclus eruit op andere lichamen in het zonnestelsel? Dit zijn slechts een paar voorbeelden van ingewikkelde vraagstukken waarin organische stoffen een rol in spelen.

Meteorieten zijn een zeer waardevolle bron van informatie over het gedrag van organisch materiaal in de ruimte. Het zijn tenslotte tastbare studiematerialen van delen van (vroegere) planeten, planetoïden en ruimtestof. Voor het onderzoek naar organisch materiaal zijn vooral de zogenaamde koolstofchondrieten belangrijk. Dit zijn primitieve meteorieten met een zeer hoge hoeveelheid organisch materiaal. Tijdens het ontstaan van het zonnestelsel is niet al het stof uit de protoplanetaire schijf samengeklonterd om de planeten te vormen. Tijdens het ‘groeien’ van een planeet wordt het binnenste steeds warmer. Een deel van het stof is samengeklonterd tot relatief kleine objecten, waardoor deze niet zo sterk zijn opgewarmd en dus geen differentiatie heeft ondergaan. Differentiatie is het inwendige proces dat ervoor zorgt dat grote hemellichamen, bv. de aarde, Mars, en Venus, opgedeeld worden in een metalen kern en een mantel en korst van gesteente. Tijdens dit proces gaat veel informatie over de oorsprong van het planeetvormende materiaal verloren. Via verschillende soorten chondrieten, waaronder de koolstofchondrieten,  kunnen we dus eigenlijk monsters nemen van het zonnestelsel in zijn ontstaansfase.

Promotieonderzoek

In de ruimte vliegt er nog een heleboel van dit primitieve materiaal rond met een grote hoeveelheid organisch materiaal. Een grote hoeveelheid van dit materiaal komt jaarlijks op het oppervlak van planeten terecht. Over het effect dat dit organisch materiaal op de atmosfeer van planeten heeft, is eigenlijk maar heel weinig bekend. Tijdens mijn promotie bij het Instituut voor Marien en Atmosferisch onderzoek Utrecht (IMAU) en de Faculteit Geowetenschapen probeer ik deze effecten beter in kaart te brengen.

Dit willen we bereiken door meteorietmateriaal bloot te stellen aan bepaalde condities die we ook in de ruimte vinden. We gebruiken hiervoor een klein stukje van de Murchisonmeteoriet. Deze koolstofchondriet viel op 28 september 1969 in Australië, bij het plaatsje Murchison. Aangezien deze meteoriet al tijdens het vallen is geobserveerd, kon de meteoriet kort na de inslag worden geborgen. Hierdoor is de mate van besmetting met aards materiaal minimaal, en de meteoriet is daardoor uitermate geschikt voor wetenschappelijk onderzoek. Tijdens onze experimenten wordt het stukje meteoriet verpulverd tot een fijnkorellig poeder en blootgesteld een hoge dosis UV-straling. We meten vervolgens welke vluchtige stoffen, en hoeveel hiervan, het meteorietpoeder afgeeft en proberen daarmee te beredeneren welke effecten dit heeft op de atmosfeer van een planeet.

Murchisonpoeder. Versgemalen koolstofchondriet, klaar voor een UV-bestralingsexperiment. Foto: Arjen Boosman.

Interesse in Mars

In het bijzonder zijn we geïnteresseerd in de atmosfeer van Mars. Onderzoek met satellieten en robotkarretjes heeft aangetoond dat er een zeer kleine hoeveelheid methaan in de Marsatmosfeer zit. Aangezien methaan in de atmosfeer van Mars snel afbreekt door reactieve stoffen in de atmosfeer en UV-straling, moet het dus constant geproduceerd worden om nog altijd meetbaar te zijn. Op aarde wordt zo’n 90% van het methaan geproduceerd door micro-organismen die bijvoorbeeld in rijstvelden, moerassen, en in de maag van herkauwers leven. De ontdekking van methaan leidde daardoor tot veel vragen bij wetenschappers, want niemand weet precies hoe het methaan op Mars precies wordt gevormd. Eén van de manieren om zonder de tussenkomst van leven methaan te vormen is via de fotodegradatie van organisch materiaal.

Experimenteren met fotodegradatie

Fotodegradatie betekent letterlijk ‘afbreken met licht’. Door blootstelling aan UV-straling kan het organisch materiaal uit meteorieten dat op Mars terechtkomt (het gaat hier om enkele tot tientallen miljoenen kilo’s aan meteorieten en ruimtestof per jaar) afbreken, waarbij onder andere methaan vrijkomt. Andere stoffen die we kunnen detecteren uit meteorieten, en dus interessant zijn voor de koolstofkringloop op Mars, zijn o.a. koolstofdioxide, methanol en aceton.

Marsmethaan. Een aantal mogelijke bronnen van methaan op Mars. Foto: NASA

Er moet nog veel onderzoek gedaan worden naar de invloed die meteorieten hebben op de atmosfeer van Mars en andere planeten. Het lijkt erop dat de hoeveelheid methaan die we kunnen produceren via fotodegradatie niet genoeg is om de hoeveelheid methaan in de atmosfeer te verklaren. Onderzoek moet daarom nog aantonen hoe groot de andere bronnen voor methaan zijn. In toekomstig onderzoek naar de atmosfeer van Mars, door bijvoorbeeld de Europese Trace Gas Orbiter, kan met behulp van de isotopen in methaanmoleculen onderzocht worden wat de herkomst is van het gevonden methaan. Zo hopen we in de toekomst een beter beeld te krijgen van de koolstofkringloop en de oorsprong van methaan op Mars.

 


Arjen Boosman is promovendus aan de Universiteit Utrecht en werkt aan het onderzoeksproject ‘Life cycle of meteoritic carbon on planetary bodies with focus on Mars’.

Interessant? Deel deze pagina:
Share on Facebook
Facebook
Tweet about this on Twitter
Twitter
Share on LinkedIn
Linkedin
Pin on Pinterest
Pinterest
Print this page
Print
Email this to someone
email