De kenmerkende, meedogenloze omgeving van Antarctica is werkelijk uniek. 'Ik had het voorrecht een deel van de wereld te verkennen waar maar weinig mensen komen', zegt dr. Lucy McFadden, onderzoeksprofessor bij de afdeling astronomie van de University of Maryland, College Park. Ze is ook een wetenschapper op het gebied van onderwijs en publieke outreach voor NASA's Dawn-missie die op reis is om de asteroïden Ceres en Vesta te bestuderen. McFadden kreeg de gelegenheid om naar Antarctica te reizen en meer dan zes weken op jacht te gaan naar meteorieten, met name op zoek naar meteorieten van Ceres en Vesta. Ze deelde onlangs haar ervaringen in een online 'webinar', waarin ze vragen over haar reis beantwoordde. 'Ik deel mijn avonturen graag', zei ze. "Mijn opwinding over het verkennen van het zonnestelsel werd vernieuwd omdat ik de kans kreeg om de aarde als planeet te verkennen."
Hoewel meteorieten over de hele aarde gelijkmatig vallen - schattingen liggen tussen de 30 en 80 ton per jaar - de meeste zijn in de vorm van stof. Voor de grotere stukken rotsformaat vallen er veel in de oceaan en die op het land kunnen worden begraven door van terrein te veranderen, afgebroken te worden door chemische verwering, of worden gemakkelijk verward met aardgesteenten. Maar de blauwe ijskappen van Antarctica zijn helder en kaal, waardoor het gemakkelijk is om een donkere rots te bespioneren die waarschijnlijk een monster uit de ruimte is.
Er is echter nog een andere reden waarom Antarctica zo'n geweldige plek is om naar meteorieten te zoeken. 'Er is iets speciaals aan Antarctica. Meteorieten verzamelen zich daar in bepaalde gebieden, 'zei McFadden. 'De ijskappen bewegen altijd en de meteorieten bewegen mee. Maar de rotsen worden gevangen door de barrières van de bergen, en daar worden de meteorieten gevonden. Zodra je een meteoriet tegen een barrière tegenkomt, neemt het constante blazen van de poolwinden het ijs weg en komen rotsen effectief naar de oppervlakte. ' In perioden van tienduizenden of honderdduizenden jaren kunnen in deze gebieden zeer significante concentraties ontstaan.
Sinds 1976 ondersteunt de Amerikaanse National Science Foundation een jaarlijkse zoektocht naar meteorieten tijdens de Antarctische zomer, via een programma genaamd ANSMET, de Antarctische zoektocht naar meteorieten. McFadden maakte deel uit van een acht leden tellend meteorietjachtteam van november 2007 tot januari 2008.
Een C-17-vrachtvliegtuig bracht het team naar het McMurdo-station in Antarctica. Maar je gaat niet zomaar op pad om op rotsen te jagen zonder instructies over hoe je de barre omgeving van Antarctica kunt overleven. Het team heeft een week training gehad met lessen over goede kleding. 'Ik moest leren welke jas ik wanneer aan moest trekken, welke hoed en handschoenen ik moest dragen en ik moest zeker mijn laarzen aan hebben', zei McFadden. 'Het bracht me terug naar de kleuterschool.' Ook is het leren en bedienen van sneeuwscooters een must, want dat zou hun transportmiddel zijn tijdens hun expedities. "We zijn getraind om weg te blijven van de spleten in het ijs en getraind om te redden voor het geval iemand erin valt", zei ze.
Een vliegtuig bracht het team, de sneeuwscooters, brandstof en uitrusting naar hun veldterrein op de Miller Range om het kamp op te zetten. Ze bouwden tenten - hun huizen voor zes weken, en moesten ijs snijden om water te krijgen om te drinken en te koken. De typische temperatuur overdag was ongeveer 20 graden Fahrenheit (-6 C) als er geen storm was.
Op 70 graden zuiderbreedte ging de Antarctische zomerzon nooit onder. Maar de omgeving was op zijn zachtst gezegd verlaten. De regio is bergachtig, maar constant bedekt met sneeuw en ijs. 'Ik voelde een gevoel van kwetsbaarheid voor ons mensen', zei McFadden. 'Dit is geen gastvrije omgeving.' Ze maakte zich ook zorgen over de mogelijkheid om te verdwalen in het dorre landschap met weinig oriëntatiepunten. Maar bij hen was een ervaren, deskundige gids, John Schutt.
Dus wat is de truc om meteorieten te vinden op Antarctica? 'We oefenden eerst rond het kamp en liepen naar alle rotsen in de omgeving', zei McFadden. "Er zijn andere rotsen op de grond van glijbanen uit de bergen, dus je moet leren hoe de lokale rotsen eruit zien." Dr. Ralph Harvey, het hoofd van het ANSMET-programma, leerde het team de kunst van het jagen op meteorieten.
'Als je een veld met rotsen vindt, moet je goed kijken en de gewone rotsen van meteorieten scheiden', zei McFadden. De meeste meteorieten zijn zwart omdat ze een smeltkorst hebben: een dunne glasachtige korst die zich vormt op meteorieten wanneer ze door de atmosfeer komen. De wrijving verhit ze en de buitenkant van de meteoriet smelt een klein beetje.
'We hebben naar elke steen gekeken', zei McFadden. 'Als we dachten dat we een meteoriet hadden gevonden, wuifden we met onze armen en dan kwam iedereen kijken. Als we zouden vaststellen dat het een meteoriet was, zouden we hem met een tang oppakken en in een teflonzak doen en markeren. Vervolgens hebben we een vlag geplant waar we een meteoriet vonden. Het was erg bevredigend om terug te kijken naar waar we waren geweest en alle vlaggen te zien. "
Ze volgden een bepaalde procedure om aantekeningen te maken over elke meteoriet, foto's te maken, de positie van elk monster te noteren met een Global Positioning System-monitor en de meteorieten vervolgens op een bepaalde manier in te pakken en in rugzakken te stoppen. 'Het was een groot proces om ze allemaal te catalogiseren en te verantwoorden', zei McFadden.
Aan het eind van de dag haalden ze alle stenen uit de rugzakken en stopten ze in zakken in een speciale container om ze koud te houden. Dit zou besmetting door sneeuw die aan de rotsen zou kunnen zijn voorkomen, totdat ze naar het Johnson Space Center worden gebracht, waar ze worden gecatalogiseerd en vervolgens aan wetenschappers over de hele wereld worden verspreid.
Elk van de meteorieten vertelt een verhaal over de processen van het vroege zonnestelsel. Wetenschappers die meteorieten bestuderen, kunnen aanwijzingen vinden voor de omstandigheden waarin ons zonnestelsel evolueerde, en meer te weten komen over de asteroïden, manen en planeten waaruit de meteorieten afkomstig zijn. Meteorieten vormen een 'gratis' voorbeeld-retourmissie voor wetenschappers.
Het team heeft in het veld geen wetenschappelijke analyses uitgevoerd, maar heeft de monsters verzameld voor transport naar de laboratoria in Houston. Maar dat betekent niet dat ze de rotsen niet hebben onderzocht!
Het team vond veel koolstofhoudende chondrieten met zeer onregelmatige en grillige vormen, waarvan sommige afkomstig zijn van de maan en andere met een groen mineraal, olivijn genaamd, dat mogelijk van Mars afkomstig is. Een gevonden meteoriet deed het team denken aan de beroemde ALH 84001-meteoriet gevonden in de Allan Hills-regio van Antarctica, die in 1996 de krantenkoppen haalde toen werd aangekondigd dat de meteoriet mogelijk sporen van leven van Mars bevat. 'We vroegen ons af of deze ene meteoriet verwant was aan ALH 84001', zei McFadden. Maar het team weet het antwoord pas als er geochemische analyses worden uitgevoerd.
Wat betreft haar zoektocht naar monsters van Ceres en Vesta, zei McFadden: “Ik denk dat we misschien succesvol zijn geweest in het vinden van monsters van Vesta, maar ik was echt geïnteresseerd in het zoeken naar monsters van Ceres. Ik wist echter niet precies wat ik zocht. Voor zover we weten hebben we geen monsters van Ceres. '
Hoe weten wetenschappers dat een meteoriet afkomstig is van een specifieke asteroïde? "De hele studie van meteorieten behandelt dat door middel van laboratoriumstudies van veel verschillende kenmerken van gesteenten", zei McFadden. “We weten dat we stenen in onze meteorietcollectie van Vesta hebben, omdat ongeveer één op de zeven meteorieten die we vinden kenmerken of spectrale signatuur heeft die overeenkomen met Vesta zoals bekeken door een telescoop. We kijken naar Vesta en zien een enorm inslagbassin waar de meteorieten waarschijnlijk vandaan komen. '
Maar Ceres is een andere zaak. "We weten niet veel over Ceres", zei ze. "De spectrale signatuur van Ceres komt niet overeen met alles wat we in de meteorietcollectie hebben. Maar misschien vinden ze er een in de monsters die we hebben meegebracht of vinden ze er uiteindelijk een bij een toekomstige expeditie. "
Met stormachtige periodes waarin ze in hun tenten moesten kruipen, had het team van McFadden 22 volle dagen aan meteorietonderzoek en acht halve dagen. Ze gingen om 9.00 uur naar buiten en kwamen om 17.00 uur terug. 'We hadden zes mannen en twee vrouwen', zei McFadden. Het is voor elke expeditie anders. We kenden elkaar niet van tevoren, maar we werkten goed samen. We hadden deze gemeenschappelijke ervaring en we moesten op elkaar letten. Maar het was ook erg eenzaam; er was niet zoveel gelegenheid tot interactie. We waren elke nacht uitgeput. '
Ze hadden wel mogelijkheden voor recreatie zoals skiën, spelletjes spelen of boeken lezen. Op een bijzonder mooie dag maakten ze een bank van sneeuw en zaten een tijdje buiten. Vliegtuigen brachten af en toe opnieuw voedsel, brieven en andere voorraden. Ze waren met Kerstmis op Antarctica, dus versierden ze en hadden een potluck-avondmaal. 'Het isolement en het koude weer bereikten ons na een tijdje, maar we hielden van onze tijd daarbuiten', zei McFadden. “We keken er naar uit om naar huis te gaan, maar we hadden een geweldige ervaring. We waardeerden allemaal de schoonheid van Antarctica. '
Hun expeditie vond 710 meteorieten, sommige zo klein als een vingernagel (ongeveer 1,0 x 0,5 x 0,5 cm) 3a), en andere ongeveer 8 pond en te groot om in één hand te houden (ongeveer 25 cm x 15 cm x 12).
'We hebben goed kunnen jagen', zei ze. 'Het was geen record. Sommige dagen wilden we doorgaan, maar onze gids moest ons in toom houden en ons beschermen. In dat klimaat moet je stoppen en voor jezelf zorgen. ”
In de meer dan 25 jaar van deze expedities zijn er meer dan 26.000 meteorieten gevonden, waardoor het volume van buitenaardse materialen dat hier op aarde kan worden onderzocht, wordt vergroot om een context te bieden voor onze verkenningen op afstand in het zonnestelsel, zoals de Dawn-missie . "Mijn ervaring met het zoeken naar meteorieten inspireerde me om te blijven proberen de meteorieten zelf te begrijpen en dat te combineren met mijn verkenning met het Dawn-ruimtevaartuig dat op zoek is in het zonnestelsel", zei McFadden.
En nu bereidt een ander team van wetenschappers zich voor om in november van dit jaar terug te keren naar Antarctica om de jacht voort te zetten.
McFadden reageerde op de vraag waarom teams elk jaar teruggaan om meteorieten te zoeken. 'Er is potentieel om nieuwe soorten meteorieten te vinden. In 2006 vonden ze een soort meteoriet die nog nooit eerder was gezien. Ze geloven dat het afkomstig is van een ander lichaam in ons zonnestelsel dat waarschijnlijk zo groot was als de maan, maar de isotopische signatuur is beslist anders dan die van de maan of Mars. Dus we hebben inderdaad bewijs gevonden van planetesimalen die nieuw voor ons zijn en die zich in de asteroïdengordel bevinden. Dat is heel spannend en dat houdt ons op de been. "
Meer informatie:
McFadden's artikel op de Dawn-website.
McFadden's video "webinar" -presentatie.
"Zoek een meteoriet" online activiteit
Website van Dawn Mission
Website van Dawn Mission Education
