Twee meteorieten gevonden in woestijn gelinkt aan minst onderzochte planeet in het zonnestelsel

Mercurius, de minst bestudeerde en meest mysterieuze van de rotsachtige planeten in het zonnestelsel, staat zo dicht bij de zon dat hij zelfs met sondes moeilijk te verkennen is, aldus CNN. Tot op heden hebben slechts twee onbemande ruimtevaartuigen de planeet bezocht: Mariner 10, gelanceerd in 1973, en MESSENGER, gelanceerd in 2004. Een derde, BepiColombo, is onderweg en zal naar verwachting eind 2026 in een baan om de planeet komen.

Wetenschappers weten weinig over de geologie of samenstelling van Mercurius en hebben nog nooit een stuk van de planeet kunnen bestuderen dat als meteoriet op aarde is gevallen. CNN merkt echter op dat de Meteoritical Society, een organisatie die alle bekende meteorieten catalogiseert, meer dan 1100 bekende exemplaren van de maan en Mars in haar database heeft. Deze 1100 meteorieten zijn gevormd uit fragmenten die door de maan en Mars zijn uitgestoten tijdens asteroïde-inslagen voordat ze na een reis door de ruimte op aarde terechtkwamen.

Niet elke planeet is in staat om tijdens botsingen fragmenten naar de aarde uit te werpen. Hoewel Venus dichter bij ons staat dan Mars, kunnen de sterkere zwaartekracht en de dikkere atmosfeer voorkomen dat er tijdens een botsing puin wordt uitgeworpen. Sommige astronomen geloven echter dat Mercurius meteorieten kan genereren.

"Op basis van het aantal maan- en Marsmeteorieten zouden we volgens dynamische modellen ongeveer 10 Mercuriusmeteorieten moeten hebben", aldus onderzoeker Ben Ryder-Stokes, hoofdauteur van een in juni gepubliceerd onderzoek naar de Saharaanse meteorieten.

"Maar Mercurius staat veel dichter bij de zon, dus alles wat door Mercurius wordt uitgestoten, moet ook de zwaartekracht van de zon overwinnen om ons te bereiken. Dynamisch gezien is het mogelijk, alleen veel moeilijker. Niemand heeft ooit een Mercurius-meteoriet positief geïdentificeerd", zei hij, eraan toevoegend dat er nog geen enkele missie fysieke monsters van de planeet heeft teruggebracht.

Als de twee meteorieten die in 2023 werden gevonden, Noordwest-Afrika 15915 (NWA 15915) en Ksar Ghilane 022 (KG 022), daadwerkelijk afkomstig blijken te zijn van Mercurius, zouden ze de kennis van wetenschappers over de planeet aanzienlijk vergroten, aldus Ryder-Stokes. Hij en zijn coauteurs waarschuwen echter als eersten voor enkele inconsistenties in de manier waarop deze ruimterotsen zich verhouden tot wat wetenschappers over Mercurius weten.

Het belangrijkste is dat de fragmenten zich ongeveer 500 miljoen jaar eerder lijken te hebben gevormd dan het oppervlak van Mercurius zelf. Ryder-Stokes zei echter dat deze ontdekking mogelijk gebaseerd is op onnauwkeurige schattingen, waardoor een definitieve beoordeling onwaarschijnlijk is. "Totdat we materiaal van Mercurius hebben gevonden of het oppervlak hebben bezocht," zei hij, "zal het erg moeilijk zijn om met zekerheid te bewijzen of te weerleggen dat deze monsters van Mercurius afkomstig zijn."

Er zijn echter wel wat aanwijzingen over de samenstelling die suggereren dat de meteorieten wellicht afkomstig zijn van de planeet die het dichtst bij de zon staat.

Het is niet de eerste keer dat een bekende meteoriet in verband wordt gebracht met Mercurius. De beste kandidaat, gebaseerd op de mate van interesse die het onder astronomen wekte, was een fragment genaamd Noordwest-Afrika (NWA) 7325, dat naar verluidt begin 2012 in Zuid-Marokko werd gevonden.

Ryder-Stokes zei dat het de eerste meteoriet was die mogelijk in verband kon worden gebracht met Mercurius: "Hij trok veel aandacht. Veel mensen waren er erg enthousiast over." Nadere analyse toonde echter aan dat het chroomgehalte niet overeenkwam met de voorspelde samenstelling van het oppervlak van Mercurius.

Recenter hebben astronomen gesuggereerd dat een klasse meteorieten, genaamd aubrieten – afkomstig van een kleine meteoriet die in 1836 in Aubray, Frankrijk, insloeg – mogelijk afkomstig is uit de mantel van Mercurius, een laag onder het oppervlak. Maar de chemische compatibiliteit van deze meteorieten komt niet overeen met wat astronomen weten over het oppervlak van de planeet, aldus Ryder-Stokes. "Dat is wat de monsters die we hebben bekeken zo interessant maakt: ze hebben de perfecte chemische samenstelling om representatief te zijn voor Mercurius," zei hij.

Veel van wat we weten over het oppervlak en de samenstelling van Mercurius is afkomstig van NASA's MESSENGER-ruimtesonde, die de samenstelling van de korst vanuit een baan om de aarde heeft geschat. Beide meteorieten in het onderzoek, die Ryder-Stokes analyseerde met meerdere instrumenten, waaronder een elektronenmicroscoop, bevatten olivijn en pyroxeen, twee ijzerarme mineralen waarvan MESSENGER heeft bevestigd dat ze op Mercurius aanwezig zijn.

De nieuwe analyse toonde ook een volledig gebrek aan ijzer aan in de ruimterotsmonsters, wat overeenkomt met wat wetenschappers hadden aangenomen over het oppervlak van de planeet. De meteorieten bevatten echter slechts sporen van plagioklaas, een mineraal waarvan men denkt dat het veel voorkomt op het oppervlak van Mercurius.

De grootste onzekerheid blijft echter de leeftijd van de meteorieten. "Ze zijn ongeveer 4,5 miljard jaar oud", zei Ryder-Stokes, "en het grootste deel van het oppervlak van Mercurius is slechts ongeveer 4 miljard jaar oud, dus dat is een verschil van 500 miljoen jaar."

Hij zei echter dat deze discrepantie niet groot genoeg is om een Mercuriaanse oorsprong uit te sluiten, vanwege de beperkte betrouwbaarheid van de MESSENGER-gegevens, die ook werden gebruikt om de leeftijd van de oppervlaktelaag van Mercurius te schatten.

"Deze schattingen zijn gebaseerd op modellen van inslagkratervorming in plaats van absolute datering, en zijn daarom mogelijk niet helemaal accuraat", aldus Ryder-Stokes. "Dat betekent niet dat deze monsters geen goede analogen zijn voor regionale gebieden op het oppervlak van Mercurius of voor de vroege Mercuriuskorst die niet zichtbaar is op het huidige oppervlak van Mercurius."

Nu er geavanceerdere instrumenten beschikbaar zijn, kan de BepiColombo-sonde van de Europese Ruimtevaartorganisatie ESA, die begin 2027 Mercurius gaat onderzoeken, mogelijk antwoord geven op langlopende vragen over de planeet, zoals waar de planeet is ontstaan en of er water is.

Door te bevestigen dat het materiaal afkomstig is van andere planetaire lichamen, krijgen astronomen meer inzicht in de aard van de bouwstenen van het vroege zonnestelsel, aldus Ryder-Stokes. Het identificeren van de Mercuriusfragmenten zal vooral belangrijk zijn, omdat een missie om monsters te verzamelen van de dichtstbijzijnde planeet bij de zon en deze terug te brengen, extreem moeilijk en duur zou zijn.

Sean Solomon, hoofdonderzoeker van NASA's MESSENGER-missie naar Mercurius, merkt op dat hij denkt dat de twee meteorieten die in het recente artikel worden beschreven, waarschijnlijk niet afkomstig zijn van Mercurius.

Solomons belangrijkste reden om aan de meteorieten te twijfelen, is dat ze veel eerder zijn ontstaan dan de leeftijd van de rotsen op het oppervlak van Mercurius. Hij zei echter dat hij gelooft dat de monsters nog steeds waardevol zijn voor onderzoek.

"Deze twee meteorieten delen echter veel geochemische kenmerken met de oppervlaktematerialen van Mercurius, waaronder een vrijwel volledige afwezigheid van ijzer... en de aanwezigheid van zwavelrijke mineralen," voegde hij eraan toe. "Deze chemische eigenschappen zijn geïnterpreteerd als een aanwijzing dat Mercurius is gevormd uit voorlopermaterialen met een veel lagere chemische concentratie dan die waaruit de aarde en de andere binnenplaneten zijn ontstaan."

Solomon merkte ook op dat het moeilijk was om de planetaire wetenschappelijke gemeenschap ervan te overtuigen dat meteorietencollecties monsters van Mars bevatten, en dat er een nauwkeurige vergelijking van hun chemische samenstelling met de gegevens van de Viking-sondes op het Marsoppervlak nodig was om onderzoekers te overtuigen om de collectie nader te bekijken. Hij voegde eraan toe dat maanmeteorieten ook niet algemeen werden herkend in meteorietencollecties totdat het bestaan van Marsmeteorieten in de jaren 80 werd aangetoond, ondanks het feit dat de Apollo- en Luna-missies meer dan tien jaar eerder talloze monsters van maanmateriaal hadden teruggebracht.

Als bevestigd wordt dat de monsters afkomstig zijn van een planetair lichaam, kunnen ze belangrijke informatie opleveren die niet beschikbaar is via remote sensing van ruimtevaartuigen in een baan om de aarde. Het gaat dan om informatie over de timing van belangrijke geologische processen, de interne smeltgeschiedenis van het lichaam en aanwijzingen over planeetvorming en vroege processen in het zonnestelsel, aldus Solomon.