In Mexico plofte de asteroïde neer die de dinosaurussen uitroeide. Wetenschappers van de onderzoeksgroep AMGC (Archaeology, Environmental Changes & Geo-Chemistry) boorden er in de ondergrond om materiaal te verzamelen dat ze achteraf in het laboratorium onderzochten. Dat beschikt sinds kort over een tweede clean lab, waar extraterrestrische materialen geanalyseerd kunnen worden. De missie van de onderzoeksgroep: de sluiers van het verleden oplichten, van het begin van het zonnestelsel tot vandaag.
Binnenkijken in de vernieuwde VUB-labo's? Kom op 23 september 2025 naar de academische opening.
De Chicxulub-asteroïde was meer dan tien kilometer breed. Een kolos. Het gevaarte sloeg 66 miljoen jaar geleden met een rotvaart in op het Mexicaanse schiereiland Yucatán en liet daar een krater met een diameter van 180 kilometer achter. De botsing joeg zoveel stof de lucht in, dat het zonlicht tientallen jaren lang werd geblokkeerd. De aarde werd in duisternis gedompeld en koelde abrupt af. De fotosynthese van planten viel stil en het ecosysteem stortte wereldwijd in elkaar. Driekwart van het leven stierf uit, inclusief de eens zo machtige dinosaurussen. De gebeurtenis staat bekend als de Krijt-Paleogeen massa-extinctie. We zijn nog steeds niet uitgeleerd over de Chicxulub-asteroïde, vertelt VUB-professor Steven Goderis van AMGC. Hij is geochemicus en expert in buitenaards materiaal en de invloed ervan op de evolutie van de planeet.
Steven Goderis: “Tot enkele jaren terug dacht men dat het fijn stof dat na de inslag in de atmosfeer terechtkwam een grote hoeveelheid zwavel uit de ondergrond van Yucatán bevatte, aangevuld met roet van massale bosbranden. Uit onze analyses blijkt dat het eigenlijk vooral om silicaatstof ging, afkomstig van verpulverd en verdampt gesteente. Die stofdeeltjes waren zo fijn, dat ze een wolk rond de aarde vormden die quasi ondoordringbaar was voor licht.”
“Het iridium in het kleiaagje is als een vingerafdruk van de asteroïde-inslag”
De sporen van deze globale catastrofe zijn vandaag nog terug te vinden in een wereldwijd kleilaagje, dat in de jaren na de asteroïde-inslag in Mexico wereldwijd neerdwarrelde. Deze klei heeft een bijzondere eigenschap: ze zit vol iridium, een zeldzaam platina-achtig metaal. Deze ontdekking staat op naam van de Amerikaan Walter Alvarez. Deze geoloog was aan de UC Berkely de promotor van VUB-professor Philippe Claeys, oprichter van de onderzoeksgroep AMGC. (zie kaderstuk)
Steven Goderis: “Iridium komt bijna alleen in de kern van de aardbol voor - in de aardmantel en de aardkorst is dit element nog duizend keer zeldzamer dan zeldzame aardmetalen. Iridium zit wel in asteroïden. Zo’n kleilaagje kan dus alleen ontstaan na een zware asteroïde-inslag, waarbij stof hoog de atmosfeer ingeblazen wordt en later op de aarde neerdwarrelt. Het is een soort van vingerafdruk als gevolg van de inslag met de Chicxulub-asteroïde.”
Om de concentraties van iridium (en andere elementen) te meten, beschikt de onderzoeksgroep AMGC over laboratoria vol complexe toestellen. De apparatuur wordt onder andere gefinancierd met prestigieuze ERC Grants – beurzen van de European Research Council. Een van de werkpaarden van de onderzoeksgroep is de ICP-MS, kort voor Inductively Coupled Plasma Mass Spectometer. Massaspectometrie is een uiterst gevoelige techniek om de elementaire samenstelling van een staal te bepalen. Hoe werkt het?
Steven Goderis: “Om een staal te onderzoeken, moeten we het eerst oplossen met behulp van sterke zuren. De zware metalen, zeldzame aardmetalen en spoorelementen geraken op die manier in oplossing. Deze opgeloste ‘anorganische fractie’ wordt op een temperatuur van 7000°C in een plasma verdampt en geïoniseerd. De massaspectrometer scheidt de ionen van elkaar op basis van hun massa-over-lading, detecteert de verschillende isotopen van elk afzonderlijk element en bepaalt de respectievelijke concentraties.”
Dat klinkt ingewikkeld, maar lang verhaal kort: geologen konden met deze techniek precies meten hoeveel iridium er in het bewuste kleilaagje zat. Abnormaal veel dus. En dat in gesteentenlagen over de hele wereld. Zelfs in de impactkrater zelf. Daaruit kon het AMGC team afleiden dat de apocalyptische stofwolk die volgde op de asteroïde-inslag op Yucatán tot wel tien jaar na de inslag in de atmosfeer bleef hangen.
“Jupiter sleepte materiaal uit de buitenste regionen naar de binnenkant van ons zonnestelsel”
Met de massaspectrometer kan je niet alleen de concentratie aan nucliden meten, maar ook de onderlinge verhouding tussen isotopen. Die verhouding is eveneens een soort van vingerafdruk, die veel vertelt over de samenstelling van ruimteobjecten en hun origine.
Steven Goderis: “We wisten tot voor kort niet waar de Chicxulub-asteroïde precies vandaan kwam. Vandaag weten we dat het object werd gevormd in de buitenste delen van ons zonnestelsel, voorbij de grote gasreuzen Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus.”
Dat klinkt vreemd. Hoe kan een voorwerp vanuit die verre uithoek van het zonnestelsel uiteindelijk op de aarde te pletter slaan? Dat heeft alles met de capriolen van Jupiter te maken, legt Steven uit.
Steven Goderis en Christophe Snoeck
Steven Goderis: “Miljoenen jaren na zijn vorming is Jupiter tijdelijk dichter naar de zon verhuisd, om daarna naar zijn huidige positie te migreren. Jupiter is een massieve planeet met een enorme zwaartekracht. Door die verhuisbeweging werd materiaal uit de buitenste regionen naar de binnenkant van ons zonnestelsel geslingerd. Dat materiaal kwam in een asteroïdengordel tussen Jupiter en Mars terecht – veel dichter bij de aarde dus. Daar zat ook de Chicxulub-asteroïde tussen. Door een veel latere botsing is die uit de asteroïdengordel gekegeld en uiteindelijk hier gecrasht.”
De Chicxulub-asteroïde ontstond dus aan de grens van ons zonnestelsel en maakte dan een verre reis naar het midden ervan. Die afkomst werd recent onthuld aan de hand van de isotopenverhoudingen van het platinagroep-element ruthenium, dankzij onderzoek in het AMGC-lab. Objecten die in het buitenste deel van het zonnestel gevormd zijn, hebben namelijk een heel andere isotopische en chemische samenstelling dan objecten die dichter bij de zon ontstonden. Zo bevatten ze meer koolstof, organische materialen en… waterijs. Water in asteroïden?
Steven Goderis: “Zeker. Recent hebben enkele ruimtemissies stalen genomen van drie asteroïden die regelmatig dicht langs de aarde passeren. Twee van de drie bleken veel water te bevatten. Dat kan verklaren waarom er water op onze planeet is. Tijdens de vorming werd onze planeet één grote, hete magmabol als gevolg van inslagen en radioactief verval. Die koelde wel af, maar tegen dan waren alle volatiele componenten van de planeet verdwenen. Onze hypothese: het water op de aarde is hier later in de loop van miljoenen jaren via waterrijke asteroïden beland.”
Tegenwoordig wordt veel aandacht gegeven aan de asteroïden in de buurt van de aarde, om deze zo te beschermen tegen mogelijke inslagen, stelt Steven. “Er werd geëxperimenteerd met technieken om asteroïden die een mogelijke bedreiging vormen in een andere baan te duwen, via de NASA-ESA DART/HERA missie . Om dat goed te doen, moet je van elk object weten uit wat voor materialen het is opgebouwd. Een breekbaarder object zou door een explosie bijvoorbeeld uit elkaar kunnen spatten en als een regen van meteorieten op de aarde vallen. We zullen onze strategie dus moeten aanpassen aan het soort van object.”
Een asteroïde die de aarde bedreigt: niets nieuws onder de zon, dus het zal er ooit nog wel eens van komen. Hoewel grotere objecten eerder sporadisch op de aarde invallen, bereikt fijn stof voortdurend de aardse atmosfeer. Het gaat om gemiddeld zo’n 40,000 ton per jaar of honderd ton per dag, goed voor tien volgeladen vrachtwagens. Wat de gevolgen van dit stof op het aardsysteem zijn, is nog helemaal niet duidelijk. Zo’n 470 miljoen jaar geleden brak een grote asteroïde in stukken als gevolg van een botsing in de asteroïdengordel en stuurde niet alleen impactkratervormende objecten en meteorieten maar ook zo’n duizend keer meer stof dan normaal naar de aarde. Dit stof heeft mogelijk sterke gevolgen gehad op het klimaat toen, met de aanzet van een ijstijd. In zijn nieuwe ERC project FLUX probeert Steven Goderis met zijn team te achterhalen hoe dat fijne stof de aarde doorheen de tijd heeft beïnvloed . Het verleden zegt immers veel over de toekomst.
De onderzoeksgroep beschikt over twee metaalvrije clean labs voor zijn onderzoek. Het eerste kwam er in 2021, met een ERC Grant van professor Christophe Snoeck (zie kaderstuk). Het tweede is in gebruik sinds juni 2025, met een ERC Grant van Steven Goderis.
Steven Goderis: “In die clean labs zitten uitgebreide filtersystemen die bepaalde elementen zoals lood en zink buiten houden. Zo kunnen we een bijna volledig metaalvrije omgeving creëren. Als we de isotopische samenstelling van een meteorietfragment willen meten, moeten we contaminatie van buitenaf zo goed mogelijk vermijden.”
Philippe Claeys: de man die de Chicxulub-asteroïde mee ontrafelde
Dat de VUB tot op vandaag een belangrijke rol speelt in het onderzoek naar de asteroïde-inslag in Yucatán, heeft alles te maken met de Amerikaanse jaren van VUB-professor Philippe Claeys, in UC Berkeley. Daar doctoreerde hij in 1993 op de Chixulub-krater in Yucatán. Zijn promotor was geoloog Walter Alvarez. Die werd beroemd om zijn ontdekking van de hoge concentraties iridium in de kleilaag op de Krijt-Paleogeen grens en de theorie dat de Chixulub-inslag waarschijnlijk verantwoordelijk was voor de massa-extinctie in die periode. (zie artikel)
Philippe Claeys
Philippe Claeys: “Bij Walter Alvarez heb ik als PhD-student en postdoconderzoeker gezien hoe verrijkend het is om samen te werken met wetenschappers uit andere vakgebieden. Die les heb ik in mijn oren geknoopt en toegepast aan de VUB, met de oprichting van de transdisciplinaire onderzoeksgroep AMGC. Die bestaat inmiddels uit meer dan honderd geologen, chemici, biologen, burgerlijk ingenieurs, bio-ingenieurs, antropologen en archeologen. We hebben allemaal dezelfde ambitie: begrijpen hoe de aarde ‘marcheert’ als planeet. We zijn bezig met globale veranderingen in het verleden – het ontstaan van het zonnestelsel en de aarde, de impact van meteorietinslagen – en vandaag. En we gebruiken daarvoor dezelfde instrumenten en analytische technieken. Dan is het logisch om die faciliteiten te delen. We beslissen alles samen en zoeken de beste oplossing voor iedereen.”
Mensen van zo’n divers pluimage samenbrengen, noemt Philippe Claeys niet meer dan vanzelfsprekend. Nochtans zie je het nog altijd niet zo vaak gebeuren in de academische wereld.
Philippe Claeys: “Jammer is dat. Wetenschappers moeten hun oogkleppen afzetten en out-of-the-box durven denken. De VUB heeft ons de kans gegeven om precies dat te doen, met de oprichting van AMGC. Die onderzoeksgroep is een schoolvoorbeeld van samenwerken over de grenzen van de verschillende disciplines heen. Als geoloog en geochemicus vroeg ik me af hoe archeologen en antropologen werken, en wat we voor elkaar konden betekenen. De enige voorwaarde is dat je nieuwsgierig bent naar elkaars achtergrond en de taal van de andere wetenschappers leert. Dat levert zoveel nieuwe ideeën en nieuwe manieren van denken op! Ik hou van the gentle art of scientific tresspassing. (lacht) Die aanpak werkt. In 2016 hebben we in de Chixulub-krater nog materiaal verzameld, via een 1,3 kilometer lange boorkern. Dat heeft in de laatste zeven jaar meer dan veertig wetenschappelijke publicaties opgeleverd.”
In 2027 gaat professor Claeys met pensioen. Of liever: moet met pensioen, want hij vertrekt met frisse tegenzin. “Alles functioneert nog prima hierboven en ik kan nog veel bijdragen, maar in België moét je weg en doen mijn kennis en ervaring er niet meer toe. Tant pis. Gelukkig kan ik als visiting professor verder werken in Canada en China. Ik ben trots dat de opvolging aan de VUB verzekerd is, met mensen als Steven Goderis en Christophe Snoeck. De toekomst van de onderzoeksgroep AMGC ziet er mooi uit.”
Binnenkijken in het labo van VUB-wetenschappers?
Kom op 23 september 2025 naar de academische opening en ontdek de vernieuwde VUB-labo's
Op 23 september opent de VUB niet alleen het nieuwe academiejaar maar ook de deuren van haar labo’s. Ontdek live aan welke technologische innovaties en wetenschappelijke uitvindingen VUB-wetenschappers werken en binnenkort ‘hot news’ zijn in de media.
