Zaterdag 19/10/2019

Heelal

Planetoïden en kometen bedreigen de aarde. Kunnen astronomen ze stoppen?

Beeld Getty Images/iStockphoto

Onder astronomen was er onlangs grote opwinding over ‘2019 OK’, een planetoïde die verontrustend dicht langs de aarde scheerde. Het was één van de miljoenen stenen die in ons zonnestelsel rondzweven en, als ze uit hun baan rond de zon worden geslagen, recht op de aarde kunnen afstevenen. Sommige daarvan kunnen miljoenensteden wegvagen of zelfs een planetaire catastrofe veroorzaken. Wat weten we eigenlijk juist over wat er allemaal boven ons hoofd zweeft?

Dat het gevaar niet denkbeeldig is, weten we sinds 2013, toen in het Russische Oeralgebied boven het stadje Tsjeljabinsk een planetoïde ontplofte. Bij die explosie vielen 1.200 gewonden, voornamelijk door rondvliegende glasscherven, en werd er voor 25 miljoen euro schade aangericht.

Hoe groot is de kans op een inslag?

Marco Langbroek (meteorietonderzoeker bij het nationaal natuurhistorisch museum Naturalis in Leiden en ontdekker van de planetoïden ‘2005 GG81’ en ‘2015 CA40’): “Er passeren heel vaak kleine planetoïden relatief dicht langs de aarde, maar dat zijn objecten met een doorsnede van 1 tot 5 meter. ‘2019 OK’ was een steen van minimaal 50 tot 60 meter in doorsnee en kwam voorbij op 71.000 kilometer afstand van de aarde. Dat is ongeveer twee keer de afstand waarop satellieten rond de aarde draaien. Dat een object van die grootte zo dichtbij komt, is zeldzaam.”

 ‘2019 OK’ werd pas kort voor haar passage door telescopen opgemerkt.

Langbroek: “Het gebeurt wel vaker dat objecten vrij laat ontdekt worden, bijvoorbeeld als ze uit de richting van de zon komen en je ze gewoon niet kúnt zien. Maar hier lijkt er nog iets anders te hebben gespeeld: de meeste observatoria die naar dat soort objecten speuren, zitten in het zuidwesten van de Verenigde Staten, maar van juni tot augustus zijn ze niet actief wegens het slechte weer daar.”

Wat zijn de gevolgen als een steen van die omvang op aarde zou inslaan?

Langbroek: “Dan zou er evenveel energie vrijkomen als bij de ontploffing van de Tsar Bomba, de zwaarste waterstofbom aller tijden, die de Russen in 1961 op Nova Zembla hebben laten exploderen. Die had een kracht van 57 megaton of 57 miljoen ton TNT en was meer dan 1.500 keer krachtiger dan de atoombommen op Hiroshima en Nagasaki sámen, of tien keer krachtiger dan alle explosieven die in de Tweede Wereldoorlog zijn gebruikt. De schokgolf ging niet één, maar dríé keer de aarde rond. Als zo’n object boven of in de buurt van een stad zou inslaan, zou het enorme verwoestingen aanrichten.”

Was de planetoïde ‘2019 OK’ vergelijkbaar met die van Tsjeljabinsk?

Langbroek: “Die was maar 18 à 20 meter groot, dus niks vergeleken met wat er gebeurd zou zijn als ‘2019 OK’ de aarde had geraakt. In Rusland hebben ze ook geluk gehad, want vanaf een doorsnede van 20 à 25 meter, dus amper iets groter, kan zo’n planetoïde heel grote schade aanrichten.”

De planetoïde boven Tsjeljabinsk ontplofte met een kracht van 500 kiloton en was meer dan dertig keer krachtiger dan de atoombom op Hiroshima. Dat was dus een kleintje?

Langbroek: “Toch vrij klein, ja (lacht). Ze is ook op grote hoogte uit elkaar geknald. Het zijn niet zozeer de brokstukken die schade hebben veroorzaakt, maar de drukgolf die op ongeveer 25 kilometer hoogte is ontstaan. Als die lager bij de grond ontstaat, is de schade veel groter.”

Wat maakt dat een planetoïde op de grond inslaat of op grote hoogte ontploft?

Langbroek: “Dat heeft te maken met de grootte en de snelheid waarmee ze de dampkring binnenkomt, maar ook met de samenstelling ervan. Die van Tsjeljabinsk was relatief fragiel. Een object van dat formaat dat uit ijzer bestaat, raakt wél het aardoppervlak. In Arizona heb je de Barringer Crater, een krater met een doorsnede van 1.200 meter en een diepte van 170 meter. Die is vijftigduizend jaar geleden veroorzaakt door een nikkelijzermeteoriet van 25 à 30 meter, vergelijkbaar dus met het object van Tsjeljabinsk.”

Waaruit kunnen planetoïden nog bestaan?

Langbroek: “Ze bestaan uit verschillende soorten rotsmateriaal. De meest fragiele bevatten veel koolstof en verpulveren heel snel, andere zijn een stuk vaster. Daarnaast heb je er die volledig van nikkelijzer zijn. Dat zijn de ijzerkernen van oudere, heel grote planetoïdes. Omdat die meer solide zijn, bereiken ze sneller intact het aardoppervlak. Dat is wat in Arizona is gebeurd.”

In december 2018 ontplofte een planetoïde boven de Beringzee. Die had een kracht van meer dan tien Hiroshimabommen en werd toevallig opgemerkt door satellieten van de NASA.

Langbroek: “Bij die ontploffing kwam ongeveer de helft minder energie vrij dan bij Tsjeljabinsk, maar het was wel de op twee na zwaarste explosie sinds het begin van de 20ste eeuw. Het is tot nu toe maar een handvol keren gelukt om een inslaand object van tevoren te zien. Meestal gaat het ook om objecten van 5 meter of kleiner, die grotendeels opbranden in de dampkring. Er blijft dan een relatief klein deel over dat in stukken breekt en in het beste geval een flinke meteoriet oplevert, zoals in 2008 in Soedan. Dat was de eerste keer dat men een object zag aankomen en dat er op de plaats van de inslag brokstukken werden teruggevonden.”

Wat was de laatste grote inslag op aarde?

Langbroek: “In de jaren 30 zou er in het Amazonegebied een grote explosie zijn geweest, maar de gegevens daarover zijn vaag. De laatste waarvan we het zeker weten, is de Toengoeska-explosie boven Siberië in 1908. Daar ging het om een object van 60 tot 80 meter, vergelijkbaar met dat wat ons in juli net heeft gemist. Het was ook een vrij fragiel object. Het heeft geen krater geslagen, maar is op ongeveer 10 kilometer hoogte in de lucht geëxplodeerd. De drukgolf die daarop volgde, heeft in een omtrek van 30 à 40 kilometer alle bomen doen afknakken. Gelukkig ging het om een onbewoond gebied.”

De meteoor die in februari 2018 een enorme explosie veroorzaakte nabij het Russische Tsjeljabinsk. Beeld Screenshot YouTube

De bekendste inslag is die van de planetoïde die 66 miljoen jaar geleden op het Mexicaanse schiereiland Yucatán neerkwam en het einde van de dinosauriërs betekende.

Langbroek: “Die planetoïde of komeet was ongeveer 10 kilometer groot. Een impact van zo’n object heeft wereldwijde gevolgen. Er wordt bij zo’n inslag zoveel stof in de atmosfeer geblazen dat het zonlicht wordt geblokkeerd, waardoor het zeer lang koud kan worden op aarde en je een soort nucleaire winter krijgt. Los van de niet te overziene schade op de grond, kan het hele planetaire systeem ontregeld worden.”

Toen men begin jaren 80 opperde dat zo’n inslag wellicht het einde van de dinosauriërs had ingeluid, verwierpen veel wetenschappers die theorie aanvankelijk.

Langbroek: “De weerstand kwam vooral uit paleontologische hoek, wellicht ook omdat het een radicaal nieuwe theorie was. Ze is ondertussen wel genuanceerd: de meeste wetenschappers denken nu dat het een combinatie was van de impact en een al veranderd klimaat onder invloed van grote vulkaanuitbarstingen. Maar dat die inslag een grote rol heeft gespeeld, gelooft nu bijna iedereen. Vervolgonderzoek heeft die theorie later bevestigd.”

Gevaarlijk afval

Wat is juist het verschil tussen een meteoriet, een planetoïde en een komeet?

Langbroek: “Als een object zich nog in de ruimte bevindt en groter is dan pakweg 1 meter, spreken we van een planetoïde. Is het kleiner dan 1 meter, dan noemen we het een meteoroïde. Als het in de atmosfeer terechtkomt en je een mooi lichtschijnsel ziet, is het een meteoor. En de stukjes die we op aarde kunnen oprapen na een inslag, noemen we meteorieten. Planetoïden werden vroeger met de term asteroïden aangeduid, maar dat wordt nu als een anglicisme beschouwd. Kometen bestaan dan weer uit ijs, maar dat is een andere klasse objecten.”

Waar komen al die ruimtestenen vandaan?

Langbroek: “Planetoïden zijn afval van de vorming van het zonnestelsel. Vierenhalf miljard jaar geleden is dat ontstaan uit een gaswolk, en daarin is gesteente gaan samenklonteren. Eerst werd er een ster gevormd en in de schijf van stof daaromheen is van alles gaan samenklitten tot rotsachtige structuren. De hele grote werden uiteindelijk planeten, maar er zweven nog een heleboel objecten rond, met een doorsnede van enkele meters tot honderden kilometers.”

“Het zijn er in totaal een paar miljard. De meeste draaien rondjes tussen de planeten Jupiter en Mars in de zogenaamde planetoïdengordel. Daarin kunnen onder invloed van de zwaartekracht van Jupiter instabiele zones ontstaan. Wanneer een rotsblok in zo’n zone terechtkomt, wordt het op een gegeven moment uit de gordel gekegeld. Dat zijn de objecten die dicht bij de aarde kunnen komen.”

“Kometen zijn ook afval, maar zij komen vooral van de rand van het zonnestelsel. In plaats van uit vast materiaal bestaan ze uit vluchtig, ijsachtig materiaal. Door nieuw onderzoek is de grens tussen planetoïden en kometen de laatste jaren wel aan het vervagen. De meeste kometen zitten in heel lange banen, waarbij ze maar eens in de duizenden of miljoenen jaren bij ons in de buurt komen. Dat betekent dat er kometen van 1 tot 10 kilometer grootte kunnen zijn die we nog niet ontdekt hebben. Dat is een bron van zorg, net omdat ze zo lastig te ontdekken zijn.”

Illustratie van de impact van de planetoïde die 66 miljoen jaar geleden op het Mexicaanse schiereiland Yucatán neerkwam en de dinosauriërs van de planeet wegvaagde. Beeld Getty Images/Science Photo Libra

Weten we welke planetoïden mogelijk een gevaar voor ons vormen en waar ze zich bevinden?

Langbroek: “In de tweede helft van de jaren 90, toen er meer aandacht kwam voor de dreiging van inslagen, is er geld vrijgemaakt om structureler en grootschaliger te gaan zoeken. Op dit moment zijn er een aantal heel grote onderzoeken die iedere week bijna de volledige hemel scannen. De objecten van 1 kilometer en groter zijn nu grotendeels in kaart gebracht. Er zouden er nog een handjevol verborgen kunnen zijn, maar in principe kennen we ze allemaal. En van degene die ontdekt zijn, weten we dat ze in de nabije toekomst soms dicht bij de aarde kunnen komen, maar dat er de komende eeuw geen risico is dat ze op de aarde zullen inslaan.”

“De objecten van pakweg 50 tot 200 meter zijn een ander verhaal: daarvan hebben we er nog maar een fractie ontdekt. Die vormen geen gevaar voor de hele beschaving, maar op regionale schaal kunnen ze wel een enorme impact hebben. Tot enkele tientallen kilometers rond de inslagplaats vallen er dan doden, en in een heel groot gebied daarrond zal er enorme schade zijn.”

En over die objecten weten we heel weinig? Dat klinkt niet zeer geruststellend.

Langbroek: “Het probleem is dat je die, zelfs met de krachtigste telescopen, alleen ziet als ze vrij dicht bij de aarde zijn. En gedurende een belangrijk deel van hun baan rond de zon zijn ze dat niet. Dat betekent dat ze jaren onzichtbaar zijn, tot ze de aarde naderen, en daarna zijn ze opnieuw jarenlang niet waarneembaar.”

“Een mogelijke oplossing is een ruimtetelescoop, omdat je dan geen rekening hoeft te houden met atmosferische omstandigheden. Maar ruimtetelescopen hebben een beperkte levensduur en kosten heel veel geld.”


Bom of geen bom

Wat is de procedure als er een planetoïde wordt gespot die mogelijk onze richting uitkomt?

Langbroek: “Dan meld je die bij het Minor Planet Center van de Internationale Astronomische Unie. Dat roept observatoria en amateurastronomen vervolgens op om naar het object te speuren en zoveel mogelijk waarnemingen te verzamelen. Het Minor Planet Center berekent dan de baan en de kans dat het object inslaat. Wat daarna moet gebeuren, is niet duidelijk. Wie moet iets beslissen? De Verenigde Naties? Een andere instantie? We hebben ook geen goed idee wat we zouden kunnen doen om zo’n object te stoppen. Er wordt wel over nagedacht, maar er is nog geen techniek voorhanden die we tussen nu en een maand kunnen lanceren.”

 Aan welke mogelijkheden wordt gedacht?

Langbroek: “Als je het object lang genoeg op voorhand ontdekt, is er maar een heel kleine afwijking nodig om het uit de buurt van de aarde te houden. Je zou de baan bijvoorbeeld licht kunnen wijzigen door een ruimtetuig een tijdje naast de planetoïde te laten vliegen: de inwerking van de zwaartekracht zorgt er dan voor dat de planetoïde uit haar baan wordt getrokken. Dat zou je ook kunnen doen door er een raket op te laten inslaan.”

“Een andere optie is een atoombom. Die zou men naast de planetoïde tot ontploffing brengen, waardoor het oppervlak aan één kant verdampt. De damp fungeert dan als een raketmotor die de planetoïde uit haar baan duwt. In zo’n scenario moet je wel veel informatie hebben over de samenstelling van het object. Het gebruik van een atoombom ligt ook moeilijk: internationale verdragen verbieden het gebruik van kernwapens in de ruimte. De meeste wetenschappers zijn er ook geen fan van. Vanuit defensiekringen pusht men het natuurlijk wel, omdat het voor hen een reden is om hun bestaansrecht te rechtvaardigen.”

“Bommen tot ontploffing brengen in de buurt van een planetoïde houdt ook risico’s in: als het object in stukken zou breken, krijg je het effect van een schot hagel en riskeer je een hele reeks inslagen. Dat wil je ook niet. Of stel dat een object van 150 meter op de Amerikaanse oostkust afstevent, en de Amerikanen slagen erin het te laten afwijken, waardoor het op China terecht dreigt te komen. Dan heb je toch een ernstig diplomatiek probleem.”

“Het lijkt op het eerste gezicht vrij eenvoudig: je geeft het object een duwtje of je laat het uit elkaar spatten in de ruimte, en het gevaar is afgewend, maar het is veel complexer dan dat. Op de tweejaarlijkse Planetary Defense Conference is er al een paar keer een simulatie uitgevoerd om te testen hoe zo’n procedure kan verlopen en waar de knelpunten zitten. Ze doen alsof er een object zal inslaan en internationale organisaties moeten dan samenwerken. Iedere keer blijkt die simulatie spaak te lopen bij de diplomatie. Wie neemt de verantwoordelijkheid om iets te ondernemen en wie is er verantwoordelijk als het fout gaat?”

Dit jaar bleek uit een simulatie van Amerikaanse onderzoekers dat een planetoïde moeilijker te verbrijzelen is dan gedacht. Na een botsing werden de brokstukken van een planetoïde beter bij elkaar gehouden door de zwaartekracht dan ze hadden verwacht.

Langbroek: “Dat is niet zo verwonderlijk. Veel planetoïden zijn een verzameling stenen die puur door de zwaartekracht van het geheel worden samengehouden. Je moet er dus rekening mee houden dat die brokken niet zo makkelijk uit elkaar te krijgen zijn. Het gevaar bestaat ook dat een paar brokstukken in een iets andere baan blijven doorvliegen en net wél op de aarde zullen inslaan.”

“Het toont nogmaals hoe lastig het is om er iets aan te doen. Veel mensen denken dat we met de wetenschap alles kunnen oplossen, maar misschien zijn er problemen waarvoor we geen oplossing hebben, en is dit er één van.”


850 megaton

Volgens Joseph Nuth, onderzoeker bij de NASA en een vooraanstaande planetoïdedeskundige, moeten we dringend een ruimtesonde klaarzetten die op een planetoïde of een komeet kan worden afgestuurd die op ramkoers ligt met de aarde. Anders dreigen we niet op tijd te kunnen ingrijpen. Is dat een goed idee? Nu is er namelijk niks.

Langbroek: “Op dit moment is er inderdaad niets voorhanden, behalve dan reguliere militaire nucleaire technologie, maar die is niet gemaakt om op grote afstand, ver buiten de atmosfeer, doelwitten te raken.”

Waarom is daar nog geen werk van gemaakt? Omdat de kans op een grote inslag zo klein is dat het niet de moeite loont om er veel geld en energie in te steken? Of wordt de dreiging onderschat?

Langbroek: “Puur statistisch is de kans dat een object van 50 meter of groter de aarde raakt niet heel groot: dat gebeurt pakweg twee keer per eeuw. Maar dat is een statistisch gemiddelde. Het zou ook kunnen dat het de komende tien jaar een paar keer raak is. Dan wordt het een moeilijke afweging. Ga je daar je geld aan uitgeven, of spendeer je het aan acutere bedreigingen, zoals de opwarming van de aarde?”

De B612 Foundation, de organisatie achter de jaarlijkse Asteroid Day, roept al jaren dat de dreiging wel degelijk reëel is. Zij vindt het vooral zorgwekkend dat van de middelgrote ruimtestenen, de zogenaamde city killers, nog maar een klein deel is opgespoord.

Langbroek: “Een aantal astronomen, onder andere de mensen van de B612 Foundation, maakt er veel lawaai over, maar zij verkeren niet in de wereld van de planetoïdenspeurders. Ze krijgen ook veel kritiek uit kringen van organisaties en wetenschappers die naar die objecten zoeken: ze zouden doen alsof het risico veel groter is dan in werkelijkheid het geval is. B612 heeft haar verhaal ondertussen bijgesteld.”

In Tsjeljabinsk zijn we maar nipt aan een serieuze ramp ontsnapt. En de planetoïde die vorig jaar door een NASA-satelliet werd gefilmd, was ook geen kleintje.

Langbroek: “Puur statistisch komen zulke inslagen niet zo heel vaak voor. We hebben er nu een paar gehad, maar daarvóór was er decennia niets. Het blijft een relatief klein risico, ook omdat de aarde voor een groot deel uit oceaan en woestijn bestaat. Het object boven de Beringzee is daar een mooi voorbeeld van. We weten alleen dat het daar ontploft is, omdat de NASA het per toeval heeft vastgelegd. En als het object van Tsjeljabinsk een paar kilometer verder was geëxplodeerd, hadden we er nooit iets over gehoord.”

Zijn er stenen die we speciaal in de gaten moeten houden? Rond de planetoïde Apophis was er enkele jaren geleden heel wat te doen.

Langbroek: “Toen Apophis, een steen van 300 meter doorsnee, in december 2004 voor het eerst werd opgemerkt, bleek uit de eerste berekeningen dat er een kans was dat hij in 2029 de aarde zou raken. Op een gegeven moment werd de inslagkans zelfs op 2,4 procent geschat. Hij zou inslaan met een kracht van 850 megaton. Ter vergelijking: de explosie die de Barringer Crater in Arizona heeft veroorzaakt, had een kracht van 10 à 20 megaton. Uit recente studies blijkt echter dat Apophis in 2029 en 2036 mogelijk wel in onze buurt zal komen, maar de aarde in ieder geval niet zal raken. Op dit moment hoeven we ons over Apophis geen zorgen te maken, maar dat betekent niet dat hij over één of twee eeuwen geen gevaar kan vormen.”

“Hoe de baan van een object zal evolueren, is heel moeilijk te voorspellen. Meer dan vijftig of honderd jaar in de toekomst kijken is vaak heel lastig. Zeker bij kleine objecten, omdat hun baan veel gevoeliger is voor allerlei invloeden dan die van reuzen van 10 kilometer doorsnede.”

“Er bestaat een lijstje van planetoïden die dicht bij de aarde kunnen komen, en die worden allemaal in de gaten gehouden. Op dit moment zijn er geen objecten die op korte termijn een risico vormen. Er zijn er één of twee waarbij er een kans is dat ze de aarde raken, maar die kans is zo klein – we hebben het dan over een reeks cijfers achter de komma – dat ze zo goed als verwaarloosbaar is.”

De Apophis, een steen van 300 meter doorsnee, werd in 2004 opgemerkt en zou inslaan op de aarde met een kracht van 850 megaton. ‘Op dit moment hoeven we ons geen zorgen te maken, maar dat betekent niet dat Apophis over één of twee eeuwen geen gevaar kan vormen’, zegt Langbroek. Beeld afp

Peper in de oersoep

Vorig jaar bereikte een Japanse ruimtesonde de planetoïde Ryugu, een steen van 1 kilometer doorsnee die zich op 300 miljoen kilometer van de aarde bevindt. Het doel is enkele samples materiaal te verzamelen en naar de aarde te brengen. Waar is dat nuttig voor?

Langbroek: “Het materiaal in primitieve koolstofhoudende planetoïden lijkt heel sterk op het materiaal waaruit ons zonnestelsel, en daarmee ook de aarde en wijzelf, is ontstaan. Via monsters uit die planetoïden hopen we meer te weten te komen over de vorming van het zonnestelsel, de vorming van planeten en andere fundamentele zaken. In sommige planetoïden zitten ook vrij complexe verbindingen zoals aminozuren. Dat is interessant, omdat aminozuren de bouwstenen van eiwitten zijn. Zonder aminozuren zou leven zoals wij het kennen niet mogelijk zijn.”

“Meteorieten hebben in een heel vroege fase van de vorming van de aarde misschien wel die aminozuren naar de aarde gebracht als een soort peper in de oersoep, en dat zou dan een rol gespeeld hebben bij het ontstaan van leven op onze planeet. Dat maakt het onderzoek van die objecten zo boeiend: je gaat toch met andere ogen naar onze eigen oorsprong kijken.”

Voor anderen zijn ruimtestenen economisch interessant, omdat ze vol zeldzame metalen zitten. Hoe realistisch zijn de plannen om planetoïden te ontginnen?

Langbroek: “Er zijn de laatste tien, vijftien jaar wel veel initiatieven opgestart, maar ze zijn één voor één een stille dood gestorven. Technisch is het perfect mogelijk om op planetoïden metalen te delven, maar ik vrees dat de baten niet opwegen tegen de kosten. Er zit bovendien ook een politieke kant aan: heb je wel het recht om die planetoïden te ontginnen? Je kunt je ook voorstellen dat er disputen over bepaalde planetoïden zouden ontstaan. Hoe ga je dat reglementeren? Maar op dit moment lijkt het ontginnen van planetoïden of het maanoppervlak vooral een luchtkasteel.”

Volgens een recente peiling zou 68 procent van de Amerikanen het opsporen van planetoïden steunen: het zou de grootste prioriteit van de NASA moeten zijn, méér dan een nieuwe missie naar de maan of naar Mars.

Langbroek: “Dat is voor een deel het effect van organisaties zoals de B612 Foundation, die er continu publiciteit rond maken. Met hun Asteroid Day krijgen ze jaarlijks flink wat aandacht in de media en op sociale media. Dat gitarist Brian May van Queen, die gedoctoreerd heeft in de astronomie, één van de gezichten van B612 is, helpt natuurlijk ook. Maar of het in kaart brengen van alle ruimtestenen zoveel belangrijker is dan de kennis die we zouden vergaren door andere planeten een bezoek te brengen, is nog de vraag.”

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met De Morgen?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van De Morgen rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234