De steen werd zo’n 12 miljoen jaar geleden weggeworpen en blijkt te bestaan uit duizenden organische verbindingen.

Op 16 januari 2018 verscheen over het Midden-Westen van de Verenigde Staten een heldere vuurbol aan de nachtelijke hemel. De meteoor haastte zich door de lucht en landde vervolgens op een bevroren meer in de Amerikaanse staat Michigan. Wetenschappers en meteorietjagers wisten niet hoe snel ze zich naar de landingsplek moesten begeven om de brokstukken op te rapen, voordat de chemische samenstelling door blootstelling aan vloeibaar water zou worden aangetast. Ze kwamen op tijd. Want de neergestorte meteoriet geeft onderzoekers nu een ongekend inkijkje in een miljoenen jaren oude ruimterots.

Meteoroïde, meteoor of meteoriet?
Meteorieten zijn simpel gezegd ruimterotsen die op aarde zijn gevallen. Wanneer rotsbrokken in de ruimte tegen elkaar botsen, kunnen er stukjes afbreken. Deze stukjes rots, meteoroïden genaamd, blijven door de ruimte zweven en komen soms op ramkoers te liggen met planeten of hun manen. Wanneer een meteoroïde door de atmosfeer van de aarde scheert en we hem vervolgens als een vuurbol of vallende ster waarnemen, wordt hij een meteoor genoemd. Alle stukjes van die meteoor die de reis door de atmosfeer overleven en op het aardoppervlak neerstorten, noemen we meteorieten.


Minder dan twee dagen na de landing vond meteorietjager Robert Ward het eerste stukje van de meteoriet op het bevroren oppervlak van Strawberry Lake, nabij de Amerikaanse plaats Hamburg. “Ik heb het hele weekend de meteoriet geanalyseerd, omdat ik zo benieuwd was wat voor soort meteoriet ik onder ogen had en waar hij precies uit bestond,” vertelt onderzoeker Jennika Greer. “Bij elke meteoriet die valt bestaat de kans dat het iets compleet nieuws en totaal onverwachts is.” De onderzoekers ontdekten dat de meteoriet een zogenoemde H4-chondriet is. En dat is zeldzaam. Slechts vier procent van alle meteorieten die op aarde inslaan, kunnen onder dit type geschaard worden.


Geluk
De wetenschappers hadden geluk. Omdat de meteoriet neerkwam op een bevroren meer, behield hij zijn ongerepte aard. “Doordat het meer bevroren was is ie nooit in contact geweest met vloeibaar water,” vertelt onderzoeker Philipp Heck aan Scientias.nl. “Hierdoor is hij niet echt verontreinigd geraakt met terrestrische organische stoffen. Meteorieten lopen vaak scheurtjes op en eenmaal geland kan vloeibaar water gemakkelijk deze scheurtjes binnendringen. De Hamburg-meteoriet is echter één van de weinige meteorieten die dit lot heeft kunnen ontwijken. Dat is wat deze meteoriet zo opmerkelijk maakt.”

De betreffende meteoriet die in 2018 neerkwam op het Strawberry Lake in de Amerikaanse staat Michigan. Afbeelding: Field Museum

De onderzoekers ontdekten dat de Hamburg-meteoriet een rijke voorraad buitenaardse organische verbindingen bevat. “Ik vond het verbazingwekkend hoeveel organische verbindingen er nog in deze meteoriet zaten, ondanks zijn thermische metamorfose,” zegt Heck. “Deze meteoriet bevat echt duizenden organische verbindingen. Dit soort organische verbindingen zijn waarschijnlijk door meteorieten aan de vroege aarde geleverd en hebben mogelijk bijgedragen aan de bouwstenen voor leven.”

Superpizza
De gevonden verbindingen zijn waarschijnlijk zo’n 4,5 miljard jaar geleden in het moederlichaam gevormd, direct nadat deze het levenslicht zag. “Hij was op dat moment nog heet door aanwas en door het verval van radioactieve elementen die aanwezig waren in het vroege zonnestelsel,” legt Heck uit. Waarschijnlijk bevatte het moederlichaam miljoenen verbindingen die uiteindelijk, mede door temperatuurschommelingen, kelderden tot enkele duizenden. De onderzoekers gebruikten een breed scala aan analytische technieken en bestudeerden monsters uit verschillende delen van de meteoriet om een zo volledig mogelijk beeld van de ruimtebrok en de mineralen die hij bevat, te scheppen. “Je leert veel meer over een meteoriet als je verschillende stukjes ‘proeft’,” vertelt Greer. “Het is net een superpizza. Als je maar naar een klein stukje proeft, zou je kunnen denken dat de pizza alleen uit peperoni bestaat. Maar er kunnen ergens anders nog champignons en paprika’s te vinden zijn.”


Organische verbindingen
De onderzoekers kwamen op die manier veel ongerepte, buitenaardse organische verbindingen op het spoor. “De organische verbindingen die we in de neergestorte meteoriet aantroffen, zijn in methanol oplosbare verbindingen,” gaat Heck verder. “De meest voorkomende zijn polaire koolwaterstoffen, gevolgd door zwavel- en stikstofhoudende verbindingen. We moeten echter nog veel werk verzetten om de verschillende verbindingen en processen die de organische stoffen hebben doorstaan, beter te begrijpen.”

Leven op aarde
De meteoriet geeft ons een uniek inkijkje in de ongerepte organische verbindingen die ons meer zouden kunnen vertellen over de oorsprong van het leven. Veel wetenschappers denken namelijk dat meteorieten belangrijke mineralen naar de aarde gebracht kunnen hebben, waar uiteindelijk het leven zoals wij dat kennen uit voort is gekomen. “Ik denk dat het feit dat we alleen al in de Hamburg-meteoriet 2600 organische verbindingen hebben aangetroffen, aantoont dat veel meteorieten organische stoffen kunnen afleveren,” zegt Heck. “In onze studie troffen we een grote diversiteit aan organische stoffen aan. Er bestaan echter ook meteorieten, zoals de Murchison-meteoriet die 51 jaar geleden neerstortte, die veel minder heet zijn geweest en rijker zijn aan organische stoffen. Het zou goed kunnen dat zelfs ver voordat leven op aarde bestond, dergelijke meteorieten op aarde – en mogelijk ook op andere planeten – neerploften en bouwstenen voor leven afleverden.”

Meer over de Murchison-meteoriet
De Murchison-meteoriet is een grote meteoriet die in 1969 op de aarde neerplofte nabij Murchison in de staat Victoria in Australië. Het is een van de meest bestudeerde meteorieten vanwege zijn massa en omdat deze tot een groep meteorieten behoort die rijk is aan organische verbindingen. De Murchison-meteoriet – die ouder is dan de zon – blijkt namelijk organische moleculen, en dus bouwstenen van leven te bevatten. Hierdoor geeft de steen een goed beeld van hoe het zonnestelsel er in het begin uitzag.

Waar de Hamburg-meteoriet ooit het levenslicht zag? “We kwamen erachter dat de Hamburg-meteoriet ongeveer 12 miljoen jaar geleden uit zijn moederlichaam werd geworpen voordat hij in 2018 op het bevroren Strawberry Lake neerkletterde,” zegt Heck. “De meteoriet vond waarschijnlijk zijn oorsprong in de planetoïdengordel die zich ruwweg tussen de planeten Mars en Jupiter bevindt. We ontdekten dat de laatste belangrijke thermische gebeurtenis op het moederlichaam van de Hamburg-meteoriet ongeveer 3 miljard jaar geleden plaatsvond.”

Volgens de onderzoekers heeft de studie meerdere implicaties. “Het laat zien dat elke meteoriet die neerstort moet worden bestudeerd, want je weet maar nooit wat je gaat vinden,” zegt Heck. Bovendien hebben we nu een goed beeld van de zeldzame Hamburg-meteoriet, wat een belangrijk puzzelstukje toevoegt aan ons begrip over het zonnestelsel. “Het zal heel interessant zijn om deze in de toekomst te vergelijken met andere meteorieten die in vergelijkbaar detail zullen worden bestudeerd,” besluit Heck.