Onderzoeksproject IM/RT/23/ULTIMO (Onderzoeksactie IM)
De Antarctische omgeving vormt een van de laatste grenzen van de wetenschappelijke exploratie. Gedurende meer dan 10 jaar heeft het VUB-ULB-RBINS-NIPR consortium zich toegelegd op het bepalen van de oorsprong en evolutie van zowel gesteenten (terrestrisch en buitenaards [ET]) als ijs in de nabijheid van het Belgische Princess Elisabeth station (PEA) in het Sør Rondanegebergte (SRM) door een zeer interdisciplinaire aanpak toe te passen. Deze methodologie heeft geleid tot de vondst van meer dan 1300 meteorieten uit blauwe ijsvelden, het extraheren van ~50.000 microscopische ET-deeltjes uit sedimentaire afzettingen op grote hoogte (waaronder micrometeorieten, brokstukken van airbursts en impact ejecta) en het bepalen van de geologische en geomorfologische geschiedenis van rotsen, morenen en ijs in dit gebied.
Samen hebben deze rots- en ijsstalen een verbazingwekkende schat aan informatie opgeleverd over de oorsprong van het zonnestelsel, de vorming van planeten, klimatologische omstandigheden in het verleden en de vorming van bepaalde regionale geologische en glaciologische karakteristieken (bv. [1-5]). De tijd is nu gekomen om de activiteiten van ons consortium uit te breiden naar het Belgica gebergte, waarvan het wetenschappelijk potentieel tot op heden grotendeels niet aangeboord is. Deze geïsoleerde bergketen van ongeveer 16 km lang ligt ~100 km ten oostzuidoosten van het SRM gebergte. Het kreeg zijn naam tijdens de Belgische Antarctische Expeditie in 1957-1958 onder leiding van G. de Gerlache, en alleen het noordelijke deel van deze bergketen werd eenmalig bezocht tijdens de Japanse Antarctische Onderzoek Expeditie (JARE) in 1998, met een uitstekend succespercentage voor het vinden van meteorieten in korte tijd (37 meteorieten werden teruggevonden in 3 dagen tijd).
De doelstellingen van het ULTIMO project zijn (1) het valideren van de voorspellende kracht van bestaande machine learning benaderingen voor het traceren van meteorietaccumulaties in de Antarctische omgeving [5] en vervolgens het verzamelen en karakteriseren van meteorieten in die gebieden met blauw ijs, (2) het substantieel uitbreiden van de huidige inventaris van ET deeltjes en kosmische gebeurtenissen door het bemonsteren van afzettingen in het voorheen onontgonnen gebied van het Belgica gebergte en het vergelijken van de fysisch-chemische eigenschappen van de bemonsterde afzettingen en geëxtraheerde deeltjes met die van bestaande collecties om meer te weten te komen over de vroege evolutie van het zonnestelsel, (3) het potentieel bepalen van de blauwe ijsvelden rond de Belgica Mountains om abnormaal oud ijs te bevatten door spatiotemporele variaties in kaart te brengen met behulp van stabiele isotopen (δ18O en δD) de ouderdom van het oppervlakte-ijs rechtstreeks te meten en de lokale ijsstroom te modelleren, en (4) de geologische en geomorfologische geschiedenis bestuderen van het vast gesteente van de Belgica Mountains en de bijbehorende morenen.
De studie van uniek kosmisch materiaal maakt het mogelijk om brongebieden in het zonnestelsel te definiëren vanwaar het materiaal dat vandaag op aarde aankomt afkomstig is en om mogelijke veranderingen in de intensiteit en aard van de ET-flux over de laatste paar miljoen jaar (Myr) te detecteren. Als dusdanig vormt dit ET-materiaal een aanvulling op dure staalname-missies naar primitieve asteroïden en kometen en maakt het mogelijk om de allereerste fasen in de evolutie van de protoplanetaire schijf te onderzoeken met materiaal dat hier op aarde beschikbaar is. Met name meteorieten en micrometeorieten (en andere microscopische sporen van ET-gebeurtenissen) kunnen verschillende processen en reservoirs belichten, omdat deze laatste - vanwege hun grootte – belangrijke vertekeningen in preservatie kunnen ondergaan. Op dezelfde manier kan de blootstellingsgeschiedenis van het ijs en het gesteente gebruikt worden om bestaande tektonische, geomorfologische, glacioeustatische en paleomilieu-reconstructies en -modellen te verfijnen, wat van cruciaal belang is op Antarctica omdat de ondergrond bedekt is met ijs. De beoogde collecties en de daaruit voortvloeiende wetenschappelijke inzichten versterken de positie van dit door België geleide internationale consortium in de voorhoede van de geologische, planetaire en paleoklimatologische wetenschappen.
[1] Imae N. et al. 2015. Antarct. Rec. 59, 38-71; [2] Zekollari H. et al. 2019. Geochim. Cosmochim. Ac. 248, 289-310. [3] Goderis S. et al. 2020. Geochim. Cosmochim. Ac. 270, 112-143; [4] van Ginneken M. et al. 2021. Sci. Adv. 7, eabc1008. [5] Tollenaar V. J. W. et al. 2022. Sci. Adv. 8, eabj8138.
