Dinsdag 24/09/2019

Wetenschap

Dit steentje gaat de geschiedenis van het zonnestelsel herschrijven

ruimtekei Beeld RV

Het ligt in een laatje bij een 80-jarige geoloog in een appartement in Parijs, en is te koop: het vreemdste steentje ter wereld. Gitzwart en afkomstig van ver buiten het zonnestelsel, vermoeden specialisten.

Echt, zegt John M. Saul, hij wil geen adres in de krant en geen publiciteit. Althans niet heel persoonlijk. Het gaat niet om hem, bedoelt de Amerikaan in Parijs. En noem hem vooral ook geen handelaar.

Maar inderdaad, erkent hij daarna zonder omhaal, hij heeft een fors stuk van een van de vreemdste stenen ter wereld in huis. Gewoon in een doosje in een la, in zijn appartement ergens boven een traiteur in het negende arrondissement. En die steen is te koop. Want wat moet een 80-jarige met een unieke steen? Voor je het weet is hij dood en raakt het steentje in de vergetelheid, of verdwijnt het in een willekeurige broekzak, de vuilnisbak misschien wel. Daarnaast heeft hij er destijds veel kosten voor gemaakt. Die mogen onderhand wel eens terugkomen.

Een souvenir is het, van zijn jaren als mineralenhandelaar in Afrika, standplaats Naïrobi, toen hij er bij diamant-firma’s interesse mee probeerde te wekken voor potentiële afzettingen in de Westelijke Sahara aan de grens met Libië. Dat opzetje werd niks. Niemand die er brood in zag. En tegenwoordig is het gebied hoe dan ook levensgevaarlijk, vol terroristen, stropers en gespuis. Onbereikbaar.

Saul blijkt een op MIT afgestudeerde geoloog en mineraloog die ten tijde van de Vietnamoorlog besloot naar Afrika uit te wijken, de mijnbouw. Diamant. Halfedelstenen. Met een saffier voor hardheidsproeven aan zijn sleutelbos trok hij het continent over. Tot zijn pensioen toen hij in Parijs is gaan wonen. Met mevrouw Saul, die op de achtergrond nu en dan zijn geheugen opfrist. "Twee jaar geleden, John. In 2016. Dat geologencongres in Kaapstad."

Oktober 2017: ruimterots Oumuamua scheert door het zonnestelsel, afkomstig van ver buiten het zonnestelsel. Beeld ESO/M. Kornmesser

Steen uit de woestijn

We zijn bij Saul terecht gekomen via een journalistieke kronkelweg. Dit voorjaar publiceerde geoloog Jan Kramers van de universiteit van Witwatersrand in Johannesburg, Zuid-Afrika in een specialistisch vakblad een lang geochemisch artikel over een steen die aardwetenschappers al jaren de ‘Hypatia’ noemen.

In 1996 werd die steen door geoloog Aly Barakat van de Egyptische aardkundige dienst opgeraapt in het woestijngebied aan de grens met Libië. Dat gebied ligt bezaaid met verglaasde kiezels, waarvan vermoed wordt dat ze 23 miljoen jaar geleden zijn ontstaan toen een komeet de aardatmosfeer binnenzeilde en daar allesverzengend explodeerde. De glaskiezels zien eruit als afgesleten scherven op een Noordzeestrand. Maar Barakat pakte ook wat zwarte steentjes op, die op niets leken dat hij kende. Interessant. De grootste was langgerekt en net drie centimeter groot, met zanderige korsten en breuken.

Beeld RV

Barakat nam zijn vondsten mee naar huis, samen met een massa Libisch woestijnglas, en probeerde voor de analyse ervan een promotiebaan in de geologie te vinden. Toen dat spaak liep - de lezingen over het waarom lopen uiteen - verdween het materiaal in een archiefkast zonder fatsoenlijke gegevens over de vondst en de vindplaats. Saul, toen mineralenhandelaar met thuisbasis Nairobi, hoorde via via van Barakat en zijn vreemde vondst en ging bij hem langs in Caïro.

Met zijn saffieren hardheidsmeter kraste hij over de steen en constateerde dat niet de hardheidsmeter de steen beschadigde, maar de steen de meter. Zo hard kan alleen diamant zijn, ook al was de steen zwart en zat hij vol verontreinigingen. "Het leek me een aanwijzing dat het woestijngebied bij Libië diamant zou kunnen herbergen. Wist ik veel wat het echte verhaal van de steen was. Buitenaards kwam toen nog niet in me op", zegt Saul.

Rond de eeuwwisseling begonnen verhalen over de vreemde diamanthoudende zwarte steentjes uit de woestijn onder kenners rond te gaan. Ze werden Hypatia genoemd, naar de eerste vrouwelijke astronoom, Hypatia van Alexandrië, vierde eeuw na Christus. De Italiaanse geoloog Marco Andreoli had via vrienden die het glasgebied hadden doorkruist ook wat fragmenten bemachtigd en begon rond 2010 in de groep van Kramers in Johannesburg een onderzoek naar de samenstelling.

Merkwaardige samenstelling

Die bleek verbluffend. Normale gesteenten op aarde bevatten silicaten, siliciumverbindingen waarvan kwarts en zand gangbare voorbeelden zijn. De Hypatia niet. Het is geen aardse steen. Maar ook geen gewone meteoriet, waar doorgaans veel ijzer in voorkomt.

Deze steen is van haast zuivere koolstof: ongekristalliseerde diamant, onder een korst van aangekoekt woestijnzand. En verrassender: uit isotopenonderzoek blijkt dat het niet kan gaan om aardse koolstof die bijvoorbeeld door de drukgolf van een komeetinslag tot diamant geperst is. Het materiaal lijkt eerder samengesteld uit koolstofhoudende stofjes die ruimtesondes hebben opgepikt in de interplanetaire ruimte en in de staart van sommige kometen. Maar met nog minder silicaten.

Beeld RV

Deze steen, concluderen de Zuid-Afrikaanse geologen in 2013 in een spraakmakend artikel, komt niet uit de asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter, waar de meeste stenen vandaan komen die uit de hemel vallen. Dit is een steen van veel verder. De Kuipergordel wellicht, voorbij Pluto. Of mogelijk van nog veel verder weg, de duistere verre Oortwolk rond het zonnestelsel die het ijskoude depot is van de kometen, die nu en dan een duik langs de zon maken. Het scenario: een koolstofhoudende komeetkern is vlak boven Noord-Afrika ontploft en heeft in de drukgolf zijn eigen koolstof tot onder meer amorfe diamantjes geperst.

Onder meer, want dit voorjaar is er meer nieuws uit de groep in Johannesburg, met Kramers’ Russische post-doc Georgy Balyanin als eerste auteur. Met verfijndere chemische technieken is nu ook binnenin de diamantjes gekeken. En hoewel het al haast niet gekker kon, zijn de resultaten nog gekker. In de diamanten zijn koolstofverbindingen ingesloten die niet op aarde voorkomen en ook elders in het zonnestelsel nog nooit gevonden zijn: polyaromatische koolwaterstoffen en nikkelfosfide. Bovendien zit er zuiver aluminium in, wat in geen enkele vallende steen ooit gevonden is.

Intrigerende conclusies die genoeg reden zijn om Kramers te bellen voor een interview over de steen van heel ver weg. Waarin vanzelf ook de vraag valt waar we eventueel de verste steen ooit zouden kunnen zíen. Of wie weet: even voorzichtig aanraken.

Dit is een steen van veel verder. De Kuipergordel wellicht, voorbij Pluto. Of mogelijk van nog veel verder weg. Beeld Anp

Er is, zegt Kramers na wat ruggespraak, een klein fragment in het natuurhistorisch museum in Bologna, bij conservator Francesco Greco. Zijn Italiaanse collega en medeauteur Marco Andreoli in Witwatersrand heeft ook een paar gram, formaat luciferkop. Enkele minieme snippers, gebruikt bij Kramers’ recente analyses, zijn momenteel in Potsdam, Duitsland, waar ze met speciale nucleaire technieken nog in verder detail onderzocht gaan worden. Dat we de fragmenten zouden kunnen zien of zelfs vasthouden, lijkt Kramers sterk. Zo werkt het niet helemaal bij unieke stukken.

Maar er gaat ook dat hardnekkige gerucht dat een verzamelaar in Parijs een relatief groot stuk heeft, dat bovendien te koop schijnt te zijn. Een zekere John M. Saul. We moeten hem vooral eens googlen.

Eerst vinden we een John Saul die met enig succes detectives schrijft. Maar dat is hem niet. En uiteindelijk is er de bejaarde Amerikaanse geoloog, in Parijs, gepensioneerd en al een leven lang auteur van nogal gewaagde geologische theorieën over de herkomst van edelstenen. Een avonturier in alle opzichten.

Extreme herkomst

Jan Kramers is een van oorsprong Nederlandse aardwetenschapper met een lang trackrecord in geochemie. In de hoogtijdagen van de Apartheid ontvlucht hij het land. Na de ommezwaai en de vrijlating van Nelson Mandela is hij teruggekeerd en krijgt hij een baan als hoogleraar geologie op Witwatersrand, gespecialiseerd in microchemie. De man bij uitstek om de chemische samenstelling van een raadselachtig object als Hypatia te onderzoeken. Naast de gangbare analyses voor de mijnbouwindustrie in het land, overigens. "Hypatia trekt veel aandacht vanwege zijn extreme herkomst, maar het is uiteindelijk toch een bijzaak", zegt de ontspannen wetenschapper in overhemd met halflang grijs krullend haar en een baardje, via Skype.

Die extreme herkomst, zegt Simon Portegies Zwart, zonnestelselastronoom aan de Universiteit Leiden, is in elk geval niet uitgesloten. "Ik weet niet heel veel van dit soort minerale chemie, maar in algemene zin is dit een ontzettend spannend ding. Ik heb wel eens in Teylers Museum in Haarlem gestaan bij de kast met meteorieten en gedacht: wat als dit helemaal van buiten het zonnestelsel zou komen? Deze steen lijkt er echt een van heel ver weg, met een heel eigen verhaal."

Portegies Zwart is in de dagelijkse praktijk vooral doende met computersimulaties van sterrenstelsels en clusters. Maar het bloed kruipt geregeld waar het niet gaan kan en dan is hij in gedachten bij het vroege zonnestelsel. Het standaardverhaal daarvan is eenvoudig: gaswolken trekken samen tot ster, en resterend materiaal klontert verder tot planeten.

Maar, zegt Portegies Zwart, er zijn zoveel meer dingen mogelijk. Andere sterren die binnenzeilen en planeten wegrukken of dumpen en dan weer verdwijnen, planetoïden, kometen die uit het diepst van de ruimte langszwieren. Allemaal afkomstig uit de zogeheten Kuipergordel, een gruizige schijf buiten de baan van Pluto. Of nog veel verderop, uit de Oortwolk, waar de kometen vandaan komen. De buitengewesten van het bekende zonnestelsel.

Vreemde objecten

Nu en dan komen daar vreemde objecten vandaan, weten we. Vorig jaar oktober was daar bijvoorbeeld opeens Oumuamua, een merkwaardig tuimelende langgerekte ruimtekei van 200 bij 50 meter, die menige fantasie op hol deed slaan. Gespot door een telescoop op Hawaii, vandaar de naam, die zoiets als ‘verkenner’ betekent. Het was geen komeet, want er was geen staart. Een ruimteschip, dan? Aliens?

Portegies Zwart schreef er een stuk over in Scientific American. Wat Oumuamua voor het eerst liet zien, zegt hij, "is dat er van alles in de interstellaire ruimte ronddobbert dat we nog niet kennen. We hebben eigenlijk nu pas instrumenten die dat ook kunnen zien. Dus er komt meer. En natuurlijk zal er heel soms ook iets van op een planeet klappen. Bijvoorbeeld op de aarde." Hypatia zou van zo’n gebeurtenis afkomstig kunnen zijn, denkt hij. Zou. Uit een unicum is zo’n dramatisch verhaal niet keihard af te leiden, hoe exotisch de chemie kennelijk ook is.

Jan Kramers in Zuid-Afrika is natuurlijk geen astronoom, zegt hij zelf, maar de zwarte steen uit de Egyptische woestijn lijkt hem een sleutelstuk voor het ware verhaal over het vroege zonnestelsel. "Hoe dat verhaal eruit ziet, weet ik niet. Maar de insluitsels van Hypatia bevatten een range aan chemische ingrediënten uit het allervroegste zonnestelsel waar nog niemand aan had gedacht. Dat moet theoretische consequenties hebben, voor ons zonnestelsel en dus onszelf. Dat kan niet anders."

Hoeveel moet zijn fragment Hypatia eigenlijk kosten?, vragen we John Saul in Parijs. "Ik ben met wat mensen in gesprek over wat redelijk zou zijn", zegt hij ontwijkend. Hij is geen handelaar, immers. De foto die hij stuurt is onscherp, alsof hij niet wil dat die in de krant komt.

In Leiden veert astronoom Simon Portegies Zwart hoorbaar op in zijn stoel, als we vertellen dat de steen van heel ver weg gewoon te koop is. In Parijs. Boven een traiteur in het negende arrondissement. Hij weet wel een gegadigde.

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