Category: Wetenschap

Weer waren er opeens ‘tekenen van buitenaards leven’ in het nieuws. In april meldde een onderzoeksteam van de universiteit van Cambridge dat er chemische sporen van leven waren gezien in de atmosfeer van K2-18b, een planeet op 124 lichtjaar afstand van de aarde. Met hulp van de James Webb-ruimtetelescoop zou in de atmosfeer dimethylsulfide ontdekt zijn, een gas dat op aarde alleen wordt geproduceerd door micro-organismen zoals plankton.

Onmiddellijk uitten andere wetenschappers zware kritiek op het onderzoek en de manier waarop auteur Nikku Madhusadhan de schijnwerpers opzocht, met een persconferentie en een persbericht waarin het ging over „een oceaan die krioelt van het leven”.

„Dit is nou precies hoe het niet moet: op zo’n manier vraag je veel aandacht voor iets wat nog lang niet zeker is, wat je eigenlijk eerst binnen de wetenschappelijke gemeenschap zou moeten bediscussiëren”, zegt Inge Loes ten Kate. Ten Kate is astrobioloog aan de faculteit Geowetenschappen van de Universiteit Utrecht. Ze is geïnteresseerd in de oorsprong van het leven op aarde, en de verwante vraag of er ergens buitenaards leven te vinden is.

En inderdaad: al snel verschenen er studies waar de dimethylsulfide-metingen verklaard worden met stoffen die ook gevonden zijn op de (voorzover we weten) levenloze planeten Jupiter, Saturnus en op Saturnus-maan Titan. Madhusudhan houdt voet bij stuk: „We zien die signalen – dat is de kern van de zaak”, zei hij vorige week tegen het vakblad Science.

„Je hebt gezien hoe het ook kan”, zegt Ten Kate. Een paar weken vóór het K2-18b-bericht had ze me uitgenodigd om samen te kijken naar de livestream van een presentatie tijdens de 56th Lunar and Planetary Science Conference in Texas, waarin wetenschappers óók de ontdekking van mogelijke tekenen van buitenaards leven aankondigen, maar dan op een heel andere manier: voorzichtig, feiten scheidend van interpretaties, onder collega’s en zonder superlatieven. Alleen de website van Nature schreef erover.

Intrigerend gesteente

Wel was er een sprekende beschrijving: ‘maanzaadjes’ en ‘luipaardvlekken’. Daaraan deden de eigenaardige spikkels denken die Mars-onderzoekers Joel Hurowitz van de Stony Brook-universiteit in New York hadden ontdekt op een steen in een oude rivierbedding op Mars. De best passende verklaring lijkt de vroegere aanwezigheid van micro-organismen, beargumenteren Hurowitz en negentig collega-onderzoekers in een kort artikel dat bezoekers al vóór het congres konden lezen. Een peerreviewed – door deskundige collega’s becommentarieerd – artikel in het vakblad Nature Communications is in voorbereiding.

Vinder van het intrigerende gesteente is NASA’s robotkar Perseverance, die op 18 februari 2021 landde bij de Jezero-krater, een inslagkrater op Mars. Voordat Mars 3,8 miljard jaar geleden zijn atmosfeer grotendeels kwijtraakte en veranderde in een ijskoude, kurkdroge woestijn, stond deze krater vol water. Dat was naar binnen gestroomd door een bres in de kraterwand. Op de bodem van de rivierbedding die zich daar vormde, vond Perseverance in juli 2024 een gesteente met een eigenaardig vlekkenpatroon.

Op het rossige gesteente – de kleur wordt veroorzaakt door roestkleurige geoxideerde ijzerhoudende mineralen – zijn scherp afgetekende donkere stippen te zien, ongeveer een tiende millimeter breed, die de onderzoekers ‘maanzaadjes’ noemen. Daartussen zijn iets grotere kringen te zien, tussen 0,2 en 1 millimeter, die met wat fantasie wel doen denken aan de vlekken van een luipaard. Binnenin de luipaardvlekken is het rossige gesteente opgebleekt.

Perseverance deed metingen aan het gesteente met PIXL, een apparaat dat röntgenstraling meet en Sherloc, een zogeheten ramanspectrometer die het spectrum van terugkaatsend ultraviolet licht analyseert. „Met hulp van het ramanspectrum zien we organisch materiaal”, vertelt Hurowitz, ofwel materiaal met veel koolstof-koolstofbindingen, „en dat signaal is het sterkste in de meest verbleekte plekken midden in de luipaard-vlekken.”

Natte modder

Een mogelijke interpretatie is dat er ooit, toen het gesteente nog natte modder was, kolonies van micro-organismen in huisden. „Die zijn nu zelf allang dood, maar ze laten sporen na”, zegt Ten Kate, „het is een beetje vergelijkbaar met ‘het weer’.” Dat zijn de donkere, onuitwasbare spikkeltjes die verschijnen in de bekleding van zeilen of tuinbanken als die te lang nat zijn geweest. „Ook al was je die op 90 graden, die vlekken krijg je er niet uit. Het zijn organische resten die niet oplosbaar zijn.”

Ook de vondst van organische moleculen klopt met dat verhaal, al is het op zichzelf zeker geen bewijs. „We weten inmiddels dat talloze complexe organische moleculen gevormd zijn in de buitenste regionen van het zonnestelsel”, zegt Ten Kate. Zo werden in een monster van de planetoïde Bennu zo’n zestienduizend verschillende koolstof- en stikstofhoudende moleculen aangetroffen.

Eén theorie over de oorsprong van het leven houdt in dat zulke stoffen, naar aarde gevallen in meteorieten, een soort starterkit voor het leven zijn geweest. „Maar dat houdt ook in dat je bij de vondst van complexe organische moleculen niet kunt zeggen: zie je wel, leven!”, zegt Ten Kate.

Nog een aanwijzing is het plaatselijke opbleken binnen in de luipaardvlekken, dus precies waar het organische materiaal zit. Die wijst op reductie, het tegenovergestelde van oxidatie, van de ijzeratomen in de steen. Dat proces vindt op aarde alleen plaats onder invloed van micro-organismen. Maar wat op aarde geldt, hoeft niet op Mars te gelden: misschien bestaat daar wel een ‘abiotisch’ reductieproces, een proces waar geen levensvormen aan te pas komen.

Er is geen gegil, niet jezelf overschreeuwen. Dat vind ik heel goed

Nog weer een aanwijzing zijn de scherpe contouren van de maanzaadjes en de luipaardvlekken. Als er al abiotische chemische processen bestaan die reductie kunnen veroorzaken, is het lastig voor te stellen waarom die dan op de ene plaats niet, en een tiende millimeter verderop wel plaatsvinden. Ten Kate: „Dat wijst ook op een microbiële vorm van leven, die kleine kolonies kunnen vormen.”

Toch is Ten Kate na afloop van de presentatie nog niet overtuigd, „Dat het een potential biosignature is, daar ben ik het mee eens. Het is interessant genoeg om te blijven graven en om te blijven denken: hoe kan dit nou? Maar bewijs, dat is het nog lang niet. En zo wordt het ook niet gepresenteerd: er is geen gegil, niet jezelf overschreeuwen. Dat vind ik echt heel goed.”

De ontdekking van buitenaards leven, zelfs al zouden het alleen maar micro-organismen zijn, zou een ontdekking zijn van de buitencategorie. Het zou consequenties hebben voor onze ideeën over het ontstaan van het leven, van hoe vaak dat blijkbaar gebeurt, hoe gemakkelijk het zich verspreidt, en uiteindelijk zelfs voor de vraag of we als intelligente soort alleen zijn in het heelal.

Maar misschien wel het grootste probleem bij de zoektocht is dat we geen idee hebben hoe buitenaards leven eruit zou moeten zien. Maakt het ook gebruik van dna, water, eiwitten en andere bekende biomoleculen? Is het überhaupt gebaseerd op koolstofverbindingen? Of leunt het op een heel ander soort chemie of nog anderssoortige patronen? Omdat er in het laatste geval nauwelijks zinnige aanknopingspunten zijn, gaan astrobiologen vaak toch maar uit van koolstofchemie.

Moeilijk te verklaren

Een veelgebruikte redenering is dat levende processen sporen of biosignatures nalaten: verschijnselen die zonder leven moeilijk te verklaren zijn. Zoals dimethylsulfide, of bijvoorbeeld het chemisch reactieve zuurstof in onze eigen atmosfeer, drie miljard jaar geleden geproduceerd door blauwalgen. Probleem is wel dat er voor veel biosignatures vaak ook abiotische processen denkbaar zijn, zoals vulkanische of andere geochemische processen. Die moet je allemaal uitsluiten.

Een praktische complicatie is dat het erg lastig is om metingen te doen op miljoenen kilometers afstand – in het geval van Mars – of zelfs honderden lichtjaren, zoals bij de planeet K2-18b. Perseverance heeft een aantal hightechmeetinstrumenten aan boord, maar vergeleken met wat mogelijk is in aardse laboratoria, zijn ze beperkt. „Je zou veel preciezer de samenstellingen van die vlekken willen meten met allerlei technieken”, zegt Ten Kate. „Daarom willen we ook heel graag de monsters terughalen.”

En dat was ook het plan. Waar eerdere Marssondes alles zelf moesten doen, verzamelt Perseverance 38 interessante gesteentemonsters, om die later op te kunnen halen voor analyse op aarde. Ook van de maanzaadjes en luipaardvlekken is een monster opgeslagen in een titanium buisje.

Maar of dat buisje ooit thuiskomt? De geplande ruimtemissie van NASA en de Europese ruimtevaartorganisatie ESA, werktitel Mars Sample-Return (MSR), verkeert in zwaar weer. In september 2024 bleek dat de kosten van de missie, nu nog in het ontwerpstadium, al waren opgelopen van 7 miljard naar 11 miljard dollar. In de laatste voorstellen van het Amerikaanse Witte Huis voor het NASA-budget wordt MSR dan ook gewoon geschrapt, ten gunste van bemande reizen naar Mars. Sommige mensen brengen liever leven naar Mars, dan het er op te halen.

Buitenaards levenWaar hebben we dat eerder gehoord?

Vermeende sporen van leven buiten de aarde spraken enorm tot de verbeelding. Maar bij nadere inspectie bleef er weinig van over. Vier beroemde casussen.

Kanalen op Mars

In 1877 beschreef de Italiaanse astronoom Giovanni Schiaparelli canali op Mars, schijnbaar rechte lijnen die leken op aardse waterwegen. De Britse astronoom Percival Lowell interpreteerde dit als woord ‘kanalen’, en ging ervan uit dat ze gegraven waren door Marsbewoners. Waarschijnlijk waren Schiaparelli’s canali optische illusies, in de hand gewerkt door imperfecties in telescooplenzen.

Little Green Men

In november 1967 maakte astronoom Jocelyn Bell Burnell de opnamen met de nieuwe radiotelescoop van haar universiteit in Cambridge. Ze ontdekte een radiopulsen die heel precies om de 1,337 seconden terugkwamen. Radiostoringen, dachten zij en haar begeleider eerst, maar de pulsen kwamen duidelijk uit één richting aan de hemel. Toen er een tweede pulserende bron ontdekt werd, noemden astronomen het signaal half-grappend LGM-1, naar ‘Little Green Men’ ofwel ‘kleine groene mannetjes’.

De pulsen bleken afkomstig van snel rondtollende neutronensterren, die ‘pulsars’ gedoopt werden. „We geloofden niet echt dat we signalen van een andere beschaving hadden opgepikt, maar het idee was natuurlijk bij ons opgekomen”, schreef Bell er later over.

Nanoknolletjes in Marsmeteoriet

In 1996 vonden onderzoekers in de 1,93 kilo zware meteoriet ALH84001, afkomstig van Mars, minuscule bolletjesstructuren. Deze nanoknolletjes van zo’n 20 tot 100 nanometer interpreteerden ze als gefossiliseerde ‘nanobacteriën’, hypothetische bacteriën kleiner dan alle bestaande micro-organismen.

De ontdekking van mogelijk buitenaards leven werd wereldnieuws. Zelfs de Amerikaanse president Bill Clinton maakte er een statement over, ter meerdere eer en glorie van de wetenschappers en NASA’s ruimteprogramma.

Maar sceptici vonden andere verklaringen voor het ontstaan van de nanoknolletjes, die ook veel te klein lijken om te kunnen functioneren als cellen. Inmiddels zijn er nog maar weinig wetenschappers die geloven dat ze ooit geleefd hebben. Wel hebben ze het vakgebied astrobiologie in het leven geroepen

Fosfine op Venus

Fosfine, ofwel PH₃, is een stinkend, giftig, en chemisch instabiel gas dat op aarde door sommige bacteriën wordt geproduceerd. Groot was de verrassing toen een team van onderzoekers in 2020 aankondigden dat ze met de radiotelescoop ALMA in Chili sporen van fosfine hadden gedetecteerd hoog in de atmosfeer van Venus.

Venus, onze buurplaneet, lijkt op het eerste gezicht niet erg geschikt voor leven. Aan het oppervlak is het zo’n 450 graden Celsius, en hoog daarboven drijft een dicht wolkendek van onder andere zwavelzuur. Geen omgeving waar fosfine kan ontstaan of lang kan bestaan.

Dat maakte de ontdekking juist tot mogelijke biosignature, zei Sara Seager, een van de auteurs van een artikel in Nature Astronomy, tegen CNN. „Er gebeurt iets compleet onverwachts en heel intrigerends op Venus, dat de onverwachte aanwezigheid van kleine hoeveelheden fosfine-gas produceert.”

Expliciet claimen dat ze leven op Venus ontdekt hadden, deed ze niet, al trokken veel media zelf wel die conclusie. Maar de metingen bleken niet erg robuust, en vijf jaar later accepteren maar weinig onderzoekers de vondst van fosfine op Venus, en de interpretatie als spoor van mogelijk leven.

Delen

Mail de redactie

Een motorblok van een Junkers 88 uit WOII, een Romeins wijaltaar, een neanderthalervuistbijl, een middeleeuwse stoel en een houten borstbeeld van een VOC-schip. Het zijn enkele van de meer dan vijfhonderd zeer diverse archeologische vondsten die te zien zijn op de tentoonstelling Boven het maaiveld in het Rijksmuseum van Oudheden in Leiden.

13de-eeuwse stoel uit Overschie.

Het museum wil met de tentoonstelling laten zien wat er voor bijzonders is opgegraven in Nederland en de overzeese gebiedsdelen, de afgelopen 25 jaar. ‘Bijzonder’ kan op verschillende manieren worden opgevat. Het bij Leidsche Rijn opgegraven motorblok maakt bijvoorbeeld getuigenissen tastbaar over het neerhalen van het Duitse gevechtsvliegtuig tijdens de meidagen van 1940, terwijl de vuistbijl en andere werktuigen en afslagen die bij het Drentse Peest zijn gevonden nieuw licht werpen op neanderthalers aan de noordrand van hun leefgebied. En de bij Overschie ontdekte stoel heeft media-aandacht gekregen omdat hij (voorlopig?) te boek staat als ‘de oudste stoel van Nederland’.

De tentoonstelling toont niet alleen bijzondere vondsten, maar maakt ook duidelijk wat de afgelopen kwart eeuw de ontwikkelingen in de Nederlandse archeologie zijn geweest. Drie springen eruit.

1Het Verdrag van Malta

Opvallend genoeg heeft een politiek besluit de grootste invloed gehad op de Nederlandse archeologie. Het gaat om de implementatie in 2007 van het Verdrag van Malta. Volgens dat in 1994 door de landen van de Raad van Europa opgestelde verdrag moet bij ruimtelijkeordeningsplannen bijtijds rekening gehouden worden met eventuele archeologische resten. De Nederlandse politiek heeft bij de implementatie besloten dat de ‘verstoorder’ voortaan het benodigde archeologisch onderzoek moet betalen. Maar ook dat opgravingen voortaan door gecertificeerde archeologische bedrijven mogen worden uitgevoerd.

De creatie van een archeologische markt heeft geleid tot een enorme groei van het aantal opgravingen (en daarmee ook het aantal werkenden in de archeologie). Vroeger waren er jaarlijks hoogstens tientallen opgravingen, uitgevoerd door een selecte groep niet-commerciële vergunninghouders, zoals de universiteiten en wat nu de Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed is. De afgelopen 25 jaar zijn er, vooral als gevolg van ruimtelijkeordeningsprojecten, ongeveer 7.000 opgravingen geweest, dus een paar honderd per jaar, bijna allemaal uitgevoerd door archeologische bedrijven.

Die duizenden opgravingen hebben niet alleen veel verplichte opgravingsrapporten en dus ‘grijze literatuur’ opgeleverd, maar ook bijzondere vondsten die de wetenschap verder helpen en die in het oude systeem met z’n beperkte opgravingscapaciteit mogelijk niet zouden zijn gedaan. Denk aan de ontdekkingen van het Trechterbekergrafveld bij Dalfsen, de sporen van een houten Stonehenge-achtige ‘zonnekalender’ bij Tiel, en een vrijwel complete Romeinse militaire cultusplaats bij Herwen.

2Amateurs met metaaldetectors

Een tweede belangrijke ontwikkeling voor de Nederlandse archeologie is de enorme groei van het gebruik van de metaaldetector. Al in de jaren zeventig van de vorige eeuw liepen amateurs met hun ‘pieper’ velden en akkers af. Toen waren het nog enkelingen, tegenwoordig zijn het er duizenden.

Archeologen zagen de ontwikkeling met lede ogen aan, omdat metaaldetectie officieel illegaal was. De meeste vondsten werden dus niet gemeld. Voor archeologen aan de Vrije Universiteit reden om in 2016 naar Brits voorbeeld te beginnen met Portable Antiquities of the Netherlands (PAN). Metaaldetectorzoekers kunnen zich bij deze database aansluiten en hun vondsten melden zonder dat ze bang hoeven te zijn dat ze die moeten afstaan. Archeologen van PAN analyseren en determineren de vondsten en leggen de vondstlocaties vast. Bij wet is ook vastgelegd dat metaaldetectie tegenwoordig mag, maar alleen voor de bovenste 30 centimeter van de bodem, die vaak toch al verstoord is.

Intussen raakt de digitale vondstenkaart van PAN steeds voller. Concentraties van vondsten vertellen bijvoorbeeld dat Romeinse fibulae ook in Friesland en Groningen terechtkwamen, ver ten noorden van de Rijn, die de Romeinse rijksgrens vormde. Verder verschijnen in de media regelmatig berichten over bijzondere metaaldetectorvondsten die niet alleen glimmen, maar ook voor de wetenschap van belang zijn. Zo maakte onder meer de ‘schat’ van het Springendal in Twente, bestaande uit honderd gouden munten, zes zilveren en enkele sieraden die bij een cultusplaats waren ‘geofferd’, duidelijk dat de vroege Middeleeuwen niet ‘donker’ waren. Ook wierp hij licht op hoe in de zesde en zevende eeuw natuurgodsdiensten en christendom naast elkaar konden bestaan.

3Isotopen en oud dna

De derde en misschien wel belangrijkste ontwikkeling van de afgelopen 25 jaar is de vogelvlucht die het onderzoek naar isotopen en ancient dna hebben genomen. In de archeologie, die niet alleen een alfa-, maar ook een bèta- en gammawetenschap is te noemen, is altijd al samengewerkt met de natuurwetenschappen. De ontwikkeling van de C14-dateringsmethode in de jaren vijftig van de vorige eeuw is een van de aansprekendste voorbeelden. Dankzij allerlei geofysische methoden worden al jaren zonder opgraven structuren in de bodem ontdekt, in de onderwaterarcheologie is sonar een onmisbaar instrument geworden om scheepswrakken op te sporen, en met behulp van archeobotanie worden historische landschappen gereconstrueerd.

De ontwikkeling van betere en snellere onderzoeksmethoden voor ancient dna (a-dna) en isotopen heeft de laatste jaren voor een revolutie gezorgd, met name in het onderzoek naar prehistorische migratiestromen. In tanden en botten blijkt informatie te zitten die soms iets anders vertelt dan bijvoorbeeld opgegraven aardewerken potten.

Een Nederlandse paleo-dna-onderzoekster, Nederlandse archeologen en Nederlandse vondsten waren betrokken bij internationaal onderzoek dat duidelijk maakte dat in de Bronstijd vanuit de steppen in Centraal-Azië een verandering van de bevolkingssamenstelling in Europa plaatsvond.

Met behulp van isotopenonderzoek is te achterhalen wat iemand vroeger heeft genuttigd en daarmee waar hij is opgegroeid: chemische elementen als strontium, koolstof, stikstof en zuurstof, bouwstenen in voedsel en drank, worden opgenomen in het collageen in botten en het glazuur van tanden, waar ze duizenden jaren bewaard kunnen blijven.

Zo vertelde isotopenonderzoek aan een skelet in West-Friesland uit de Bronstijd dat die persoon oorspronkelijk uit Frankrijk kwam. Het gaf daarmee inzicht in de toen al uitgebreide sociale en economische netwerken in die tijd.

KeerzijdeMarktwerking en bezuinigingen

Er zijn ook keerzijden, ontwikkelingen die zorgen voor de toekomst baren. Twee vitrines naast elkaar maken duidelijk wat er gebeurt als door de klimaatverandering het grondwater te veel daalt: organische vondsten als prehistorisch touw verdwijnen en alleen stenen, metalen en aardewerken artefacten blijven over.

De introductie van een marktsysteem voor de uitvoering van archeologisch onderzoek heeft er ook voor gezorgd dat de universiteitsinstituten niet meer zomaar vindplaatsen naar keuze kunnen opgraven. Dat kan gevolgen hebben voor de opleiding van nieuwe archeologen. Ze zullen toch ergens moeten leren wat goed opgraven inhoudt.

Heiligenfibula (900-1100 n.Chr.).

Door bezuinigingen aan universiteiten zijn verschillende expertisegebieden vrijwel geheel uit het onderzoek en onderwijs verdwenen. Er is bijvoorbeeld geen leerstoel voor archeologie van de Romeinse tijd in Nederland meer. Hetzelfde geldt voor de archeologie van de Middeleeuwen.

Aangezien de archeologische bedrijven elkaar sterk op prijs en niet op kwaliteit beconcurreren, worden bepaalde zaken niet of minder onderzocht. Dat geldt bijvoorbeeld voor houten vondsten, waarvan de conservatie duur is.

En dan werd rond de opening van de tentoonstelling ook nog eens bekend dat de toekomst van het isotopenonderzoek in Nederland ernstig wordt bedreigd. De bètafaculteit en het college van bestuur van de Vrije Universiteit Amsterdam willen namelijk de afdeling aardwetenschappen opheffen. Tot die afdeling behoren ook de isotopenonderzoekers en hun apparatuur. 37 van de 51 medewerkers worden ontslagen.

Onder hen universitair docent Lisette Kootker, de drijvende kracht achter het Nederlandse isotopenonderzoek. In 2023 kreeg ze nog van NWO een subsidie voor vernieuwend onderzoek naar wat loodopname in menselijke resten kan vertellen over mobiliteit in de Romeinse tijd. „Wat ik in zeventien jaar heb opgebouwd valt in één keer helemaal weg.” Het wrange is dat kort na de bekendmaking van de plannen om aardwetenschappen op te heffen nog de opening was van een gloednieuw laboratorium met de modernste apparatuur, waaronder zes massaspectrometers. „Zonder deze apparatuur kan ik niks”, zegt Kootker.

Lees ook

Lees ook: Tanden tonen honkvaste voorouders

„Een buitenstaander denkt wellicht: dan laten archeologen hun isotopenonderzoek, dat trouwens ook voor de herkomst van metalen wordt gebruikt, toch in een lab in het buitenland doen”, zegt Hans Huisman, bijzonder hoogleraar geoarcheologie en archeometrie aan de Rijksuniversiteit Groningen. „Maar dan krijg je als resultaat alleen een paar cijfers. De interpretatie moet je zelf doen. Bij het lab aan de VU kennen ze de Nederlandse situatie en denken ze mee over de interpretatie.” Bovendien hebben ze apparatuur die bijna nergens anders is, voegt Huisman, die ook bestuurslid is van Archon, de nationale onderzoeksschool van archeologie, toe. „Ze hebben bijvoorbeeld een laser om op locatie monsters te nemen. Daarvan zijn er drie op de hele wereld.”

Munten uit het Springendal.

Verschillende partijen uit de archeologie, maar ook uit andere disciplines, want de afdeling aardwetenschappen doet op vele terreinen vooraanstaand en belangrijk onderzoek, zijn in gesprek, onder meer met de Universiteit Utrecht, om te redden wat er te redden valt. Officieel moet de centrale ondernemingsraad van de VU nog advies over de plannen uitbrengen. Maar voorlopig ziet het er niet naar uit dat het bestuur van de VU op zijn besluit terugkomt.

Deze en de andere negatieve ontwikkelingen kunnen een stempel drukken op wat er over vijfentwintig jaar te zien zal zijn op een eventueel vervolg op Boven het maaiveld.

Delen

Mail de redactie

De televisie had een fijne detectiveserie over ouderen die druk waren met elkaars vrijwillige levensbeëindiging. ’t Was een heel gedoe en kreeg gaandeweg steeds meer voeten in aarde maar werd toch tot een goed einde gebracht. Het speelde in Engeland, dat maakte het extra mooi. Denk aan die tuintjes en pubs, denk aan die holle wegen en aan die plattelandskerkjes met hun idyllische kerkhoven en dat eigenaardige klokgelui. (Denk niet aan de Engelse woninginrichting.)

Ja, denk vooral aan dat eigenaardige klokgelui. Bijna nergens worden klokken geluid zoals dat in Engeland gebeurt. Haal er YouTube bij voor een goed voorbeeld. Kies de zoekterm ‘change ringing’ en je staat gelijk tot aan de knieën in de video’s die het wonderlijke gebeier laten horen. Het gros is educatief van opzet want de Britten weten zelf ook wel dat hun gebeier bijzonder is. Het stamt uit de zeventiende eeuw en is alleen daarom al het behouden waard. Er komt bij dat het donders ingewikkeld is.

Als er in Nederland luidklokken worden geluid dan luiden die min of mee lukraak door elkaar. Soms even in fase, dan weer een tijdje niet. Wij hier vinden dat mooi genoeg.

In Engeland klinken de klokken nooit tegelijk maar altijd achter elkaar. Soms hoor je de bekende do-re-mi-fa-so-la-ladder maar het kan tijdens hetzelfde gelui ook opeens andersom la-so-fa-mi-re-do zijn en meestal is het iets ertussenin. Als het de klokkenluiders menens is hoor je niet één keer dezelfde riedel. Binnen de riedel wordt elke klok gebruikt, maar nooit meer dan één keer en er zijn dus geen riedels met twee keer ‘re’ of twee keer ‘mi’. Dat zou ook niet kunnen want elke riedel duurt maar twee seconden, het maakt niet uit of hij door vijf of acht of tien klokken wordt samengesteld.

De doorslingerende klepel

Het is minder raadselachtig dan het lijkt. De slingertijd van de bescheiden klokken die voor change ringing worden gebruikt ligt rond de vier seconden. Zo lang duurt een complete gang heen en terug. In dat heen-en-weer slaat de doorslingerende klepel twee keer tegen de klok. (Een slowmotionvideo laat dat zien.) Het interval tussen de klepelslagen is dus twee seconden. Binnen dat interval moeten alle deelnemende klokken zich één keer laten horen.

De fysicus ziet een probleem: de kleine klokken die de hoge tonen voortbrengen slingeren wat sneller dan de grote, zware. Dat is zo, maar volgens een geraadpleegde deskundige scheelt het maar zo’n 10 procent. En de Engelse klokkenluiders kunnen de slingertijd een beetje bijsturen, daarin schuilt de clou van het change ringing. De Engelse klokken zijn zó opgehangen dat ze bij elke complete slingering een gang van 360 graden maken. In hun hoogste stand staan ze ondersteboven. Dit heet full circle ringing. Hier in Europa worden klokken vaak niet verder dan 70 graden uit de verticale stand getrokken, bij de Engelse klokken is dat dus 180 graden. In die hoge, ondersteboven-stand is de klok extra gevoelig voor de ingreep die versnelling of vertraging teweegbrengt. Voor elke klok ligt dat wat anders en daarom krijgt elke klok bij voorkeur zijn eigen luider.

Het is een heel karwei om een klok in regelmatige slingering te krijgen want het touw waaraan de klokkenluider trekt wikkelt zich hoog boven hem nogal ver rond het ‘klokkenwiel’. Nog moeilijker is het om in volmaakte harmonie met de andere klokkenluiders te werken, vooral als er veel klokken zijn. Dat aantal kan wel oplopen tot tien of twaalf. Bedenk dat het effect van de net genoemde ‘ingreep’ pas 2 seconden later klinkt.

Wat ‘wisselluiden’ zo hondsmoeilijk maakt is de swapping. Klokken die onmiddellijk voor of na elkaar tot luiden worden gebracht kan je in de tijd van plaats laten verwisselen door de vroege klok even wat tegen te houden en de late klok wat te versnellen. Het is gangbaar dat in een schema weer te geven. De klokken zijn altijd van hoog naar laag genummerd in de volgorde 1, 2, 3, 4 enz. Zijn er vier klokken dan kan een ‘riedel’ bijvoorbeeld worden weergegeven door 1-2-3-4. Laat je daarin twee klokken van plaats veranderen dan wordt dat 2-1-3-4 of 1-3-2-4 of 1-2-4-3. Klokken die in de aanvangspositie qua tijd wat verder uit elkaar staan, zoals 1 en 3 of 2 en 4, kunnen niet elkaars plaats innemen, daarvoor is het tijdverschil te groot. Dat is ook helemaal niet nodig want ook door uitsluitend naburige klokken te wisselen zijn alle denkbare ‘riedels’ (permutaties) mogelijk. Bij vier klokken zijn dat er 24, bij vijf klokken 120 en bij zes: 720. 720 wisselingen duren een half uur.

De uitdaging is alle denkbare permutaties zonder onderbreking achter elkaar te laten klinken zonder dat er één twee keer voorkomt. Menselijkerwijs is dat alleen mogelijk als vooraf overeenstemming is bereikt over het schema van de wisselingen en er zijn heel veel schema’s bedacht, sommige zijn al eeuwen oud. Lang niet alle schema’s hebben voldoende regelmaat om ze goed te kunnen onthouden, er is een complete wiskunde rond het wisselluiden ontstaan. Leuk: je kunt ook steeds twee stellen naburige klokken wisselen.

Buiten Engeland wordt maar op vier plaatsen in Europa aan change ringing gedaan: in het Vlaamse Ieper, in het Franse Vernet-les-Bains (Pyreneeën) en in Dordrecht. In de Grote Kerk wordt gewisselluid met 10 klokken, en het Klokhuis ernaast heeft 8 kleine klokken. We danken dit laatste aan beiaardier Jaap van der Ende die eind jaren zestig van wisselluiden bezeten raakte toen hij de detective The Nine Tailors van Dorothy L. Sayers had gelezen. In dat boek heeft het wisselschema een sleutelrol.

Delen

Mail de redactie

‘Wij zijn uitermate bezorgd door de ontslagen van wetenschappers bij Amerikaanse milieu- en gezondheidsdiensten door de regering-Trump.” Was getekend: „Wij, hoofdredacteuren van wetenschappelijke toxicologische tijdschriften in Europa.” Opvallend ontbrekend: hun Amerikaanse collega’s.

Het zijn tien hoofdredacteuren van toxicologische tijdschriften van wetenschappelijk uitgever Elsevier die alarm slaan: het beleid van Donald Trump om te snijden in gezondheidsdiensten leidt tot een „zeer zorgwekkende situatie voor de volksgezondheid en het milieu”. De gevolgen zijn volgens hen nu al ingrijpend, ook wereldwijd. „De gezondheid en veiligheid van onze samenleving staan op het spel.”

Sinds april ontslaat de regering-Trump op grote schaal werknemers van instanties die milieu- en volksgezondheid beschermen. Het gaat om het instituut voor ziektebestrijding CDC, het gezondheidsinstituut NIH, milieubeschermingsorganisatie EPA en het agentschap voor voedsel- en medicijnveiligheid FDA. Zeker tienduizend medewerkers verloren hun baan – van wie velen dat pas merkten doordat hun toegangspas niet meer werkte. Ook krijgen de instanties ongekende bezuinigingen te verduren – voor NIH wel 40 procent van het totale budget.

De gevolgen ervan zijn immens, aldus de Europese auteurs. De voedselveiligheid in de VS komt in het geding, net als de ontwikkeling van medicijnen. En zonder een goed functionerende EPA zijn de „basisvoorwaarden voor het dagelijks leven” in gevaar: schoon water en schone lucht. Toxicoloog en mede-auteur van het commentaar Martin van den Berg ziet dat de ontslagen „bewust gedaan” worden bij organisaties die impact op klimaat of milieu proberen te voorkomen. De EPA is wat dat betreft een „heel logisch doelwit”.

Volgens de auteurs zijn wereldwijd de gevolgen groot. Doordat de VS uit de Wereldgezondheidsorganisatie stappen, valt 20 procent van het budget weg. Dat leidt „ongetwijfeld tot miljoenen te voorkomen doden”. Dat getal is „absoluut juist”, zegt Van den Berg. „De bezuinigen zijn echt massaal, zonder dat een alternatief wordt geboden.” Hij noemt de situatie „een verkapte massamoord” over een „periode van vijf tot tien jaar”.

Helemaal onderaan staat de veelzeggende disclaimer: de opiniebijdrage geeft „uitsluitend de zienswijze van de Europese hoofdredacteuren”.

„De Amerikaanse hoofdredacteuren moeten hun mond houden”, zegt Van den Berg daarover. „Als zij aangeven wat wij nu hebben aangegeven, dan betekent dat automatisch ontslag.” En voor de Amerikaanse milieu-instanties is het nu „de vraag in hoeverre ze naar het pijpen gaan dansen van Trump.” Wat dat betreft is het zorgwekkend dat de nieuwe FDA-baas Marty Makary onlangs onjuiste beweringen relativeerde van volksgezondheidsminister Robert F. Kennedy Jr..

Van den Berg was een van de aanjagers van het commentaar. Op een internationaal congres hadden de verhalen van Amerikaanse collega’s grote indruk gemaakt. De gedeelde verklaring moet vanuit Europa een „steun in de rug” zijn voor de Amerikaanse collega’s.

Delen

Mail de redactie

De veertien grote radioschotels van de Westerbork Synthese Radio Telescoop draaien kalm mee met de hemel. Maar de aandacht van de tientallen aanwezige sterrenkundigen richt zich vandaag niet op de metershoge metalen constructies, maar op een bescheiden kastje op de grond, waaruit een indrukwekkende bundel stroomdraden uit loopt. Deze phased array feed – kortweg PAF – is het hart van een nieuwe samenwerking tussen het instituut voor radioastronomie Astron, de Universiteit van Manchester en het Amerikaanse Breakthrough Listen initiatief.

De PAF is afkomstig uit het brandpunt van een van de Westerbork-schotels, waar hij oorspronkelijk dienstdeed als geavanceerde ‘microfoon’ die de radiosignalen bundelde. Nu staat hij op de grond, los van zijn schotel, en kijkt hij permanent naar de hele hemel tegelijk – niet langer gericht op één punt, maar open voor alles wat onverwacht en kortstondig opduikt. Dat kunnen bekende astrofysische verschijnselen zijn, zogeheten transiënten, maar ook sporen van buitenaardse technologie: zogeheten technosignaturen.

De radiohemel zit vol verrassingen: explosies van neutronensterren, opvlammende zwarte gaten, onregelmatige radiobronnen – bekend terrein voor de astrofysici van Astron. Maar technosignaturen behoren tot het domein van SETI – de search for extraterrestrial intelligence, een zoektocht die 75 jaar geleden begon met de eerste generatie radiotelescopen in de VS. Gezocht wordt naar signalen die mogelijk wijzen op een intelligente oorsprong, bijvoorbeeld door hun patroon, sterkte of herhaling. Het onderzoeksveld kampte lang met een gebrek aan financiering – en al die tijd is geen buitenaards signaal gevonden. Technosignatuur-wetenschappers wijzen er echter steeds op dat we pas een fractie van de beschikbare hemel hebben onderzocht en dat de grootschalige zoektocht naar buitenaardse signalen nog maar net begonnen is.

„SETI werd jarenlang niet serieus genomen”, zegt Andrew Siemion, onderzoeksleider van Breakthrough Listen. „Maar toen rond 2010 ontdekt werd dat bijna elke ster in de Melkweg planeten heeft, veranderde alles. Het veld van astrobiologie brak open. Het maakte het plausibel dat leven – en misschien zelfs intelligent leven – wijdverspreid is. Dat inzicht bracht technosignaturen terug in de wetenschap. Het veld is volwassener geworden: we publiceren in wetenschappelijke tijdschriften, sluiten systematisch aardse bronnen uit en begrijpen steeds beter hoe de signaturen van de aarde eruitzien. Technosignaturen beleven een renaissance.”

Grote vragen

Breakthrough is een initiatief van de Russische miljardair Yuri Milner, die zijn vermogen verdiende in Silicon Valley en sindsdien investeert in avontuurlijke wetenschap rond grote vragen. Onder de Breakthrough-paraplu vallen naast Listen ook projecten zoals Breakthrough Starshot, Breakthrough Watch en Breakthrough Discuss – stuk voor stuk ambitieuze pogingen om de grenzen van ons begrip van het universum te verleggen.

Dat technosignaturen nu wetenschappelijk respect krijgen, is ook te merken aan de rol die ze mogelijk gaan spelen in toekomstige megaprojecten, zoals de Square Kilometre Array (SKA), een grote radiotelescoop in aanbouw in Zuid-Afrika en Australië. „Deze pilot in Westerbork is een ideale proeftuin voor wat we straks met de SKA hopen te doen”, zegt Joe Callingham, universitair docent aan de Universiteit van Amsterdam en hoofd van de SKA-science groep bij Astron. „Wat wij hier testen aan infrastructuur, samenwerking en dataverwerking kan straks opschalen naar de grootste radiotelescoop ter wereld. We hopen dat technosignaturen daar gewoon op het vaste wetenschappelijke menu komen te staan – naast pulsars, sterrenstelsels en zwarte gaten.”

Ook Jessica Dempsey, directeur van Astron, ziet het project als een toonbeeld van wetenschappelijke moed. „We zijn vaak te bekrompen over wat we ‘serieuze’ wetenschap noemen. Maar juist in het onbekende ligt de kans op echte ontdekkingen”, zegt ze. Tegelijkertijd benadrukt ze het duurzame aspect van het project. De PAF komt uit een ander, beëindigd project. „Zo geven we instrumenten waar jarenlang hard aan gewerkt is een tweede leven. Ze zijn misschien oud, maar met een beetje liefde leveren deze dames nog steeds baanbrekende wetenschap.”

Lees ook

Lees ook: ‘Tal van telescopen staan op inheems territorium, met een arme bevolking. Daar moeten we oog voor hebben’

Dempsey voelt zich bovendien persoonlijk verantwoordelijk voor de toekomst van de historische telescoop. „Nu ik namens Astron het rentmeesterschap over Westerbork heb gekregen, is het mijn verantwoordelijkheid om hier een instrument neer te zetten dat deze plek de wetenschappelijke bestemming geeft die ze verdient.”

Westerbork is namelijk een zeldzame plek. Terwijl Nederland nauwelijks sterrenhemel biedt voor optische astronomen, is de ‘radiohemel’ hier juist uitzonderlijk helder. Dankzij een wettelijk beschermde radiostilte is de locatie voor radiosterrenkundigen wat een hooggelegen observatorium is voor hun optische collega’s: stil, afgelegen en perfect om signalen uit het heelal op te vangen.

Geavanceerde data-analyse

Het project is bovendien een voorbeeld van internationale samenwerking. Astron ontwikkelt de hardware, Breakthrough verzorgt de geavanceerde data-analyse, met hulp van chipmaker Nvidia. „De PAF zal gevoelig zijn voor alle onverwachte signalen, zowel transiënten as technosignaturen. We delen allemaal hetzelfde doel”, zegt Callingham. „Nieuwe dingen ontdekken met mooie technologie. En onderzoek naar technosignaturen zit niemand in de weg – we gebruiken dezelfde infrastructuur en versterken elkaar alleen maar.”

Ook Andrew Siemion benadrukt de gedeelde ambitie. „Wat we doen is in wezen hetzelfde als ander astrofysisch onderzoek: we zoeken naar iets onverwachts. Intelligentie is misschien wel het meest saillante product van het universum. Waarom zouden we er niet naar op zoek gaan?”

Met het kastje op de grond krijgt Westerbork een nieuw soort blik op de hemel – altijd waakzaam, altijd zoekend. Misschien vangt het ooit het meest bijzondere signaal uit de geschiedenis op.

Delen

Mail de redactie

Je kent het vast: een liedje dat in je hoofd op ‘repeat’ lijkt te staan en waar je maar niet van afkomt. Dit fenomeen staat bekend als een ‘oorwurm’, in wetenschappelijke literatuur ook stuck song syndrome genoemd. Want ja, er is onderzoek naar gedaan. Ook naar hoe je er weer vanaf komt.

Maar liefst 98 procent van de mensen heeft weleens een oorwurm, volgens een Gronings artikel in het British Journal of General Practice (2016). De meeste mensen ervaren hun oorwurm als neutraal of wel vermakelijk; zo’n 30 procent vindt ze vervelend. Een klein percentage geeft zelfs aan er ‘gek van te worden’ en er slecht van te slapen. Maar deze mensen hebben vaak ook andere psychische klachten, aldus de Groningers.

Amerikaanse onderzoekers hebben in 2023 in Music & Science alle 47 bekende onderzoeken naar oorwurmen op een rijtje gezet. Die gaan over allerlei vragen, zoals: welke muziekkenmerken vergroten de kans dat iets een oorwurm wordt? En zijn bepaalde mensen er gevoeliger voor dan andere?

Om met die laatste vraag te beginnen: de neiging tot het krijgen van oorwurmen hangt samen met onder meer emoties, stress, ervaring, omstandigheden, persoonlijkheid – maar de Amerikanen vonden daarin geen correlaties.

Talloze studies hebben onderzocht welk soort melodietjes de grootste kans heeft een oorwurm te worden. Maar zulk onderzoek is heel lastig, aangezien de oorwurm per definitie ‘onwillekeurig’ is: hij is niet aan de wil onderhevig. Zodra je het fenomeen probeert te onderzoeken, bijvoorbeeld met hersenscans, gaan mensen zich exprés melodieën voor de geest halen en dat werkt anders, in je hersenen. Expres ingebeelde melodieën zetelen in de zijkanten van de hersenschors, die ook de verwerking en opslag van ‘echte’ auditieve signalen regelen. Maar waar in de hersenen de oorwurm zich nestelt, is niet precies bekend. Waarschijnlijk is naast de auditieve schors ook het werkgeheugen betrokken.

Klassieke thema’s

Oorwurmonderzoekers zijn dus vooral afhankelijk van wat mensen zelf rapporteren. Bijvoorbeeld over de liedjes die bij hen weleens een oorwurm zijn geworden. Daarin konden de Amerikanen geen gemene deler ontdekken. Het zijn dus niet specifiek simpele of cyclische melodieën, zoals wel is geopperd, of lekker in het gehoor liggende – iets wat overigens ook niet gedefinieerd is, maar sterk cultureel en persoonlijk bepaald. Sommige mensen melden vooral oorwurmen met woorden of klanken die je kunt meezingen; andere juist instrumentale fragmenten, zoals bekende klassieke thema’s.

En hoe kom je er dan weer vanaf? Het Amerikaanse artikel waagt zich daar niet aan: dat blijft hangen in de oorwurm als „perplexing phenomenon” zonder duidelijke gemene delers – en dus ook zonder duidelijke oplossing. De Groningers hebben wel tips. Er ontspannen mee omgaan is kansrijker dan ertegen vechten, benadrukken ze. Mindfulness- of ademtechnieken kunnen dus helpen. Er bestaan ook cognitieve technieken, zoals negatieve gedachten over je oorwurm leren herkennen en die dan bewust vervangen door accepterende gedachten. En als je dan toch iets actiefs wilt doen: meezingen kan helpen, of juist naar andere muziek luisteren, „zelfs kauwgom kauwen”.

BBC Magazine zette tien tips van lezers op een rij die in dat straatje passen. „Een interne stilte cultiveren” door meditatie, bijvoorbeeld. Een bad nemen. Visualiseren dat je de naald van de grammofoonplaat af tilt. Een „belachelijk lange staartdeling” doen. Of ‘Mahna mahna’ van de Muppets zingen – met het risico dat dat je nieuwe oorwurm wordt.

Delen

Mail de redactie

Veel vleermuizensoorten hebben in de loop van de evolutie een flink verkorte staart gekregen. Vaak vormt die de middensteun van een extra vlieghuid tussen de achterpoten van de dieren. Bij andere soorten is er niet veel meer van over dan een knobbeltje.

De Egyptische klapneus behoort tot de vleermuizen met een volwaardige staart, een lange worm van 4 tot 6 cm., zeker twee keer zo lang als zijn achterpoten. Niet voor niets heet de soort in het Engels mouse-tailed bat, oftewel de vleermuis met de muizenstaart.

Die staart is niet alleen maar franje, bewezen biologen van de Universiteit van Tel Aviv in een serie proeven. Al langer bestaat het vermoeden dat de klapneus zijn staart gebruikt als blindenstok wanneer hij zich achteruit kruipend door nauwe rotsspleten verplaatst.

De biologen lieten klapneuzen in het lab door een doolhof kruipen, een platte doos met obstakels. Vleermuizen waarbij de staart door een lokale verdoving was uitgeschakeld deden er significant langer over het einde te bereiken. In een andere proef konden de biologen aantonen dat de diertjes met hun staart de structuur van een nauwe doorgang kunnen herkennen.

Overigens is de Egyptische klapneus waarschijnlijk niet de enige vleermuis die zich van deze truc bedient: ook van de Europese bulvleermuis vermoeden biologen dat zijn staart ook tastinstrument is.

Delen

Mail de redactie

Ze zoeken naar voedsel in zout en modderig water, filteren daar hun microscopisch kleine prooien uit en hangen ondertussen óók nog eens met hun kop ondersteboven. Het eetgedrag van flamingo’s dwingt respect af. En Amerikaanse biologen schrijven nu in PNAS dat de wijze waarop de vogels te werk gaan nog ingenieuzer is dan gedacht. Met hun haaksnavel en kronkelhals weten ze tornado-achtige wervelingen op te wekken, waardoor het voedsel makkelijker binnenstroomt.

Wie naar de snavel van een flamingo kijkt, zal allereerst oog hebben voor de buitenkant: de sterke kromming, het lichtroze bovenstuk, de scherpe zwarte punt. Maar ook van binnen is het gereedschap de moeite waard: langs de snavelranden bevinden zich fijne, kam-achtige lamellen en de tong is buiten proportie groot. Daarmee wordt water naar binnen gezogen en weer langs de lamellen naar buiten geperst, zodat kleine garnaaltjes en roeipootkreeftjes achterblijven.

Toch schuilt er meer achter de hydrodynamica van het flamingodieet. Met behulp van experimenten met levende Chileense flamingo’s, 3D-geprinte snavels en poten en computermodellen achterhaalden de biologen dat de flamingo’s mini-maalstromen creëren in het water. Ze stampen met de poten en trekken kop en nek in zodanig dat er een onderwatertornado ontstaat, waarbij minuscule deeltjes richting het wateroppervlak wervelen – net andersom dan bij een neerwaartse draaikolk dus. Elk prooidier dat erin terechtkomt is ten dode opgeschreven, want eenmaal boven in de waterkolom stroomt het zó de flamingomaag in.

Efficiënt wervelen

Een speciale rol is weggelegd voor de vorm van de snavel. ‘L-vormig’, schrijven de onderzoekers, al is van een echte 90-gradenhoek geen sprake. Maar door die haaksnavel (terwijl ze kopje-onder in het water hangen) in hoog tempo open en dicht te doen en tegelijkertijd omhoog te bewegen kunnen ze het water wel extra efficiënt laten wervelen.

Jonge flamingo’s hebben overigens nog geen L-vormige snavels. Daardoor zouden ze minder goed zijn in het zelfstandig vergaren van voedsel, aldus de auteurs, maar dat hoeft geen probleem omdat ze nog ‘kropmelk’ toegediend krijgen: een melkachtige substantie gemaakt van voedsel dat de ouderdieren eerst eten en dan weer uitscheiden via de keel. Ook uitgestorven oerflamingo’s (zoals de tussen 28 en 13 miljoen jaar geleden levende Harrisonavis croizeti) hadden rechtere snavels dan de hedendaagse soorten. Waarschijnlijk hadden die vroege vogels een minder gespecialiseerd dieet, en stonden er destijds ook grotere prooien op het menu.

De ontdekking is niet alleen interessant voor vogelliefhebbers, schrijven de onderzoekers. Naar hun idee zou het eetgedrag van de flamingo ook voor inspiratie kunnen dienen in waterzuiveringsinstallaties. Mechanische snavels en poten zouden met hun wervelingen kunnen helpen om vuil of schadelijke organismen naar het oppervlak te brengen en vervolgens te verwijderen.

Delen

Mail de redactie