Een meteoriet ter grootte van een Fries roggebrood

De Mars-meteoriet waarin een NASA-team meent sporen van leven te zien werd in 1984 gevonden op de Zuidpool in de buurt van de Allan Hills in Victoria Land. Het was de eerste dat jaar bij de Allan Hills, vandaar de codering ALH84001. ALH84001 lag bovenop het ijs en hij is daar door een onderzoeker tijdens een korte wandeling gevonden.

Van een verrassing was nauwelijks sprake.Sinds 1969 is bekend dat op bepaalde plaatsen in het kilometers dikke ijs van de zuidpool een wonderlijk concentratiemechanisme voor meteorieten in werking is. Waar het schuivende ijs omhoog stuwt tegen ondergrondse barrières, ontstaan 'blauw-ijsvelden' waar sneeuw en ijs door de wind worden weggeslepen. De meteorieten die zich in de loop van vele tienduizenden jaren diep in het ijs hadden verzameld, blijven op het oppervlak achter. De laatste decennia zijn vele duizenden meteorieten op de zuidpool gevonden. Het overgrote deel van deze meteorieten komt, zoals de elders gevonden meteorieten, uit de gordel asteroïden tussen Mars en Jupiter. Opwinding ontstond toen in 1982 werd vastgesteld dat zich onder de stenen ook stukken van de maan bevonden. Een vergelijking met de maanmonsters die tijdens de Apollo-missies tussen 1969 en 1972 waren verzameld toonde dat met grote zekerheid aan. De stenen zouden enige miljoenen jaren geleden uit de maan zijn losgeslagen en zo'n 100.000 jaar geleden op de aarde zijn geland. Kans- en baanberekening leerde dat dit niet onaannemelijk was. Vanaf 1982 stond daardoor wel vast dat er ook stukken van Mars op aarde konden zijn terecht gekomen. Ook Mars is immers lang gebombardeerd door meteorieten, zoals uit foto's van het oppervlak blijkt. Omstreeks 1985 werden elf meteorieten, die op grond van het voorkomen van bepaalde mineralen en vooral de verhouding van de zuurstof-isotopen 16 en 18 al eerder in één klasse waren samengebracht (de SNC-meteorieten), geïdentificeerd als Mars-stenen. De typische isotopenverhouding van edelgassen die in luchtinsluitsels werden gevonden stemden nauw overeen met de analyses die de twee Viking-landers in 1976 van de Mars-lucht maakten. De SNC-meteorieten zijn opvallend jonge meteorieten, ze bestaan uit gesteente dat niet eerder dan zo'n 1,3 miljard jaar geleden stolde. Meteoriet ALH84001 werd, gedeeltelijk als gevolg van een vergissing, pas in 1994 door NASA-onderzoeker David Mittlefehldt 'ontmaskerd' als de twaalfde SNC-meteoriet. Wie zijn analyse (en die van het Max Planck-instituut in Mainz) naloopt, stelt echter vast dat plaatsing in de SNC-groep lang zo vanzelfsprekend niet is als men het doet voorkomen. Daar komt bij dat ALH84001 veel ouder is dan de andere leden van de SNC-clan: ruim 4,5 miljard jaar oud. Dat is weinig minder oud dan het zonnestelsel zelf, dat men zich zo'n 4,6 miljard jaar geleden gevormd denkt. ALH84001 is een forse meteoriet van 1,9 kilo met het formaat van een Fries roggebrood. Hij bestaat voornamelijk uit ortho-pyroxeen (magnesium-ijzer-silicaat) begeleid door kleinere hoeveelheden andere mineralen. De steen is bros en bezit (nauwelijks zichtbare) barsten waarlangs hij makkelijk breekt. Op de verse breukvlakken is een kalkaanslag gevonden waartussen resten van heel kleine bacteriën te zien zouden zijn. De leeftijd van meteorieten wordt gewoonlijk bepaald met hulp van radioactieve isotopen. Het 'oer-materiaal' waaruit het zonnestelsel samenbalde bevatte veel elementen die niet-stabiel (dus radioactief) zijn en geleidelijk vervallen tot stabiele eindprodukten. Die produkten ontsnappen zolang het materiaal gasvormig of vloeibaar is maar blijven opgesloten in het dragende materiaal zodra dat stolt. Uit de verhouding tussen moeder- en dochterisotopen is een schatting van de leeftijd te maken. Het verval van twee uranium-isotopen tot twee stabiele vormen van lood wordt als zodanig het meest gebruikt. Maar in principe is elk langzaam verval geschikt, al heeft - bij voorbeeld - het verval van kalium-39 tot argon-39 het bezwaar dat het edelgas argon makkelijk weglekt als het dragende mineraal een verhitting doorstaat. De kalium-argon methode wordt daarom gebruikt om juist die verhitting te dateren. De leeftijd van ALH84001 is bepaald met de samarium-neodynium en de rubidium-strontium methode. Men neemt aan dat ALH84001 ongeveer 16 miljoen jaar geleden werd losgeslagen uit Mars door de zware inslag van een andere meteoriet of komeet. Zoiets heet in het jargon een shock-event of impact-event. De inslag bracht de steen onder invloed van kosmische straling en zonnewind waartegen hij al die tijd beschermd was geweest door atmosfeer en omringend gesteente. De energierijke protonen uit de kosmische straling brengen in een meteorietoppervlak splijtingen teweeg waardoor karakteristieke isotopen ontstaan. Door kunstmatige protonenbestraling in deeltjesversnellers is een behoorlijk beeld ontstaan van het cumulatief effect van kosmische straling in allerhande elementen en mineralen. Dat staat een datering toe. De inwerking van kosmische straling stopte onmiddellijk en vrijwel volledig toen de meteoriet het zuidpoolijs binnenschoot. Nieuwe splijtingsprodukten werden niet meergevormd, oude instabiele produkten bleven vervallen. Ook zo is een datering mogelijk. Het inslagmoment is geplaatst op 13.000 jaar geleden. Petrografisch onderzoek, vooral van David Mittlefehldt, heeft duidelijk gemaakt dat ALH84001 ten minste twee, misschien drie zware 'shock-events' heeft doorstaan. Het blijkt uit barsten, verschuivingen, vervormingen, herkristallisatie en verandering van optische eigenschappen. De bovengenoemde kalium-argon methode liet zien dat één zo'n inslag omstreeks 4,0 miljard jaar geleden heeft plaats gevonden, precies in de tijd waarin ook de Maan zwaar werd gebombardeerd. De kalkaanslag die in de scheuren is gevonden, is met weer andere technieken losjes een leeftijd van 3,6 miljard gegeven. In een zeer recent artikel is dat echter teruggebracht tot 1,4 miljard jaar.