Hoeveel zwaarder wordt de aarde door invallende meteorieten?

Durf te vragen Elke dag wint én verliest de aarde massa.

Zicht op Noord- en Midden-Amerika, op 6 juli 2015. Elke dag vallen kleine meteorieten op aarde. De atmosfeer raakt gas kwijt. En de mens stuurt ruimtevaartuigen het heelal in.
Zicht op Noord- en Midden-Amerika, op 6 juli 2015. Elke dag vallen kleine meteorieten op aarde. De atmosfeer raakt gas kwijt. En de mens stuurt ruimtevaartuigen het heelal in. Foto NASA/DSCOVR

Wordt de aarde zwaarder of lichter? Het antwoord op die vraag is weer iets preciezer geworden door het onderzoek van Jean Duprat en collega’s, die met pijn en moeite 2.088 meteorietstofjes zeefden uit de ultraschone sneeuw van Centraal-Antarctica.

Hun conclusie: per jaar vangt de aarde zo’n 15.000 ton aan meteorieten op, het gewicht van één bescheiden duin.

„Het is hard werken, en je kunt het maar een uur of twee volhouden”, vertelt Duprat, die in de poolzomers sneeuw uitzaagde bij het Frans-Italiaanse Concordia-poolstation, 1.100 kilometer van de kust van Antarctica. „Het is er in de zomer -50 graden Celsius, en je zit op een hoogte van bijna 4 kilometer, dus de lucht is ijl en je bent zo uitgeput.”

De moeite waard

Toch is het gezwoeg de moeite waard, vindt de poolonderzoeker verbonden aan het Muséum national d’histoire naturelle in Parijs. Nergens op aarde zijn de lucht en de sneeuw zó schoon. „Luchtvervuiling komt daar niet, en bovendien sneeuwt het maar heel weinig, dus de meteorietdeeltjes zijn relatief geconcentreerd in de sneeuwlagen.”

Duprat en collega’s graven de sneeuw meters diep uit, en brengen het vervolgens met kruiwagens naar het poolstation. Duprat: „De kruiwagens, spaden en zagen zijn schoongemaakt met alcohol zodat we de sneeuw zo weinig mogelijk verontreinigingen.” De sneeuw wordt gesmolten en het smeltwater met micrometerfilters gezeefd, waarna de filters worden verzegeld voor analyse in Parijs. Elk stofje wordt gedetermineerd.

De vraag hoeveel meteorieten er op aarde vallen is van belang: er zijn aanwijzingen dat het water op aarde – maar ook koolstof en zeldzame metalen als goud – vanuit het heelal aangeleverd is.

Eerdere schattingen varieerden van 10.000 tot 50.000 ton per jaar. „Dat hebben we een stuk preciezer kunnen maken”, zegt Duprat. De onderzoekers onderscheiden bolvormige deeltjes, die tijdens hun val door de atmosfeer gesmolten en weer gestold zijn, waarvan ze er 808 telden. Daarnaast turfden ze 1.280 niet-gesmolten micrometeorieten.

De onderzoekers komen uit op 5.200 ton micrometeorieten per jaar, plusminus zo’n 1.200 ton, melden ze in een artikel in Earth and Planetary Science Letters.

Niet de hele oogst

Dat is nog niet de hele oogst, want een groot deel verdampt tijdens de val. Afgaand op computermodellen van die verdamping, en de verhouding tussen niet-gesmolten en wel-gesmolten deeltjes, becijferen de onderzoekers het totaal op zo’n 15.000 ton aan meteorieten per jaar. Dan gaat het vooral om deeltjes kleiner dan 0,2 millimeter. Grote meteorieten, zoals de Tsjeljabinsk-meteoor van 2013 die zo’n 12.000 ton woog, dragen door hun zeldzaamheid toch nauwelijks bij.

Maar de boekhouding heeft ook een debet-kant. Zo lanceert de mens sinds 1957 per jaar ook enkele tonnen aan satellieten en ruimtevaartuigen, hoewel het grootste deel daarvan op den duur weer terugvalt. Alleen diepe ruimtemissies ontsnappen voorgoed aan het zwaartekrachtveld van de aarde.

Die zijn dus verwaarloosbaar, maar dat geldt niet voor het weglekken van de atmosfeer. Per seconde verdwijnt er aan de bovenkant van de atmosfeer zo’n 3 kilo waterstof, losgeslagen van watermoleculen, en 50 gram helium, in totaal zo’n 95.000 ton per jaar.

Daarmee boekt de aarde een netto jaarverlies van 80.000 ton. Relatief stelt dat overigens niets voor: de massa van de aarde is zo’n 6 triljard ton (een 6 met 21 nullen).