VUB-geologen bouwen nieuwe toolkit om de impact van meteorietinslagen te bestuderen

VUB-geologen bouwen nieuwe toolkit om de impact van meteorietinslagen te bestuderen

Wat gebeurt er precies tijdens en nét na de inslag van een grote meteoriet? Dat vroeg een team van geologen van de onderzoeksgroep AMGC aan de VUB zich af. De Chicxulub-inslagkrater in Mexico staat vooral bekend vanwege het uitsterven van de dinosauriërs aan het einde van het Krijt 66 miljoen jaar geleden. De krater dient echter ook als natuurlijk labo om de gevolgen van razendsnelle processen te bestuderen die gelinkt zijn aan een meteorietinslag. Met een nieuwe chemische methode kon het team voor het eerst een meting van temperaturen diep in een meteorietkrater uitvoeren. De eerste seconden na die gewelddadige impact blijven ongrijpbaar omdat het meeste materiaal gewoonweg verdampte, maar in de minuten erna, konden brokken kalksteen, met nieuwgevormde kalkmineralen neerslaan. “Net deze zijn ideaal om de nieuwe meettechniek op toe te passen.” Zegt geoloog Pim Kaskes, die in 2023 ​ bij de VUB-onderzoeksgroep Archeologie, Milieuveranderingen en Geochemie (AMGC) promoveerde. “We gebruikten “carbonate clumped isotope thermometry”, een nieuwe techniek waarmee we de temperatuur waarbij kalkmineralen en fossielen gevormd worden nauwkeurig kunnen bepalen.”

Pim Kaskes bij het hoofdkwartier van de International Ocean Discovery in College Station (Texas, USA), waar hij in 2018 boorkernen bemonsterde met materiaal vanuit diep in de Chicxulub inslagkrater ©  Pim Kaskes.
Pim Kaskes bij het hoofdkwartier van de International Ocean Discovery in College Station (Texas, USA), waar hij in 2018 boorkernen bemonsterde met materiaal vanuit diep in de Chicxulub inslagkrater © ​ Pim Kaskes.

"Meestal wordt deze techniek gebruikt om watertemperaturen te reconstrueren uit oude zee-afzettingen. Met als doel veranderingen in het klimaat te detecteren, vinden we dan ​ temperaturen in het bereik van 10 tot 30 graden Celsius.” Leggen paleoklimatologen en medeauteurs Marta Marchegiano en Marion Peral (AMGC) uit. "In dit geval wilden we ook zien of we deze techniek konden testen op het gebied van meteorietinslagen, waar processen plaatsvinden die te maken hebben met veel hogere temperaturen."

“We concentreerden ons op kalkstenen in meerdere boorkernen uit de hele Chicxulub-krater, en vonden verhoogde temperaturen, tot wel 327 graden Celsius.” zegt Kaskes. “De hoogste temperaturen die we tegenkwamen waren niet eenvoudig te verklaren. Het effect van hete vloeistoffen uit een groot hydrothermaal (geiser) systeem binnenin de krater was niet genoeg. Toen ik stalen onder de microscoop bekeek, vond ik kleine, blokvormige kristallen van calciet. Door de intense schok van de meteorietinslag gaven de kalkstenen CO2 af, maar een groot deel van het CO2 bleef binnenin de krater waar het met zeer reactief CaO (ongebluste kalk) zulke calcietkristallen kon vormen. Deze kristallen lijken namelijk zeer op die uit een experimentele studie waarbij een hete laser gebruikt werd om kalksteen af te breken, dus dat was voor ons een interessante analogie.”

Marta Marchegiano en Marion Peral bij het instrument in het laboratorium van Archaeology, Environmental changes & Geo-Chemistry (AMGC) van de VUB dat gebruikt werd om temperaturen te reconstrueren in de Chicxulub inslagkrater in Mexico © Marta Marchegiano.
Marta Marchegiano en Marion Peral bij het instrument in het laboratorium van Archaeology, Environmental changes & Geo-Chemistry (AMGC) van de VUB dat gebruikt werd om temperaturen te reconstrueren in de Chicxulub inslagkrater in Mexico © Marta Marchegiano.

Het team concludeerde dat eerdere klimaatmodellen de totale CO2-uitstoot van de impact overschat hebben, omdat een fors deel van de CO2 binnenin de krater zou gebleven zijn. Dit inzicht heeft gevolgen voor het begrip van korte- en langetermijneffecten van de Chicxulub inslag op het klimaat en het leven op aarde. Ondanks de lagere CO2-uitstoot, had de inslag nog steeds catastrofale effecten op het einde van het Krijt, zoals recent ook aangetoond in een studie naar fijnstof waar onder meer Kaskes en VUB-professoren Philippe Claeys en Steven Goderis bij betrokken waren.

De nieuwe chemische techniek heeft zich alleszins bewezen als een veelzijdige paleothermometer die in staat is om heel diverse wetenschappelijke vragen aan te pakken. Vooral voor het vakgebied van de planetaire geologie gelooft Kaskes dat deze studie slechts het begin is om de snelle en extreme processen te ontrafelen die gepaard gaan met meteorietinslagen. "Onze bevindingen openen veel nieuwe mogelijkheden voor toekomstig onderzoek, omdat we deze thermometer nu ook kunnen toepassen op gesteenten en ejecta van andere inslagkraters over de hele wereld, zolang er maar voldoende goedbewaard carbonaatmateriaal beschikbaar is," concludeert Kaskes.

 

De bevindingen werden op 11/01/2024 gepubliceerd in het vakblad Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) Nexus: https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgad414


Contact: Pim Kaskes: [email protected]; +32 456 298515

Koen Stein
Koen Stein Perscontact wetenschap & innovatie

 

 

WE
Over Press - Vrije Universiteit Brussel

volg ons op twitter @VUBrussel


De Vrije Universiteit Brussel is een internationaal georiënteerde universiteit in Brussel, het hart van Europa. Door het afleveren van hoogstaand onderzoek en onderwijs op maat, wil de VUB een actieve en geëngageerde bijdrage leveren tot een betere maatschappij.

De Wereld Heeft Je Nodig

De Vrije Universiteit Brussel neemt haar wetenschappelijke en maatschappelijke verantwoordelijkheid met liefde en daadkracht op. De VUB lanceerde daarom het platform ’De Wereld Heeft Je Nodig’.  Hier worden rond zes P’s ideeën, acties en projecten samengebracht, opgestart en uitgebouwd. De eerste P staat voor People, want daar draait alles om: mensen gelijke kansen geven, welvaart, welzijn, respect. Peace staat voor het bestrijden van klein en groot onrecht in de wereld. Prosperity gaat armoede en ongelijkheid te lijf. Planet staat voor acties rond biodiversiteit, klimaat, luchtkwaliteit, dierenrechten ... Met Partnership zoekt de VUB samenwerkingen om de wereld een betere plaats te maken. De zesde en laatste P is van Poincaré, de Franse filosoof Henri Poincaré aan wie de VUB haar leuze ontleent, dat het denken zich aan niets mag onderwerpen, behalve aan de feiten zelf. De VUB is een 'urban engaged university’, sterk verankerd in Brussel en Europa en werkend volgens de principes vrij onderzoek. www.vub.be/dewereldheeftjenodig

Press - Vrije Universiteit Brussel
Pleinlaan 2
1050 Brussel