Kan het Limburgse krijtland de Einstein Telescope wel aan?

Vanuit haar woning even buiten het Zuid-Limburgse Epen kijkt Marianne Heggen zo een eindje België in. De glooiing van het heuvellandschap is een lust voor het oog. In het voorjaar weet je ­helemaal niet wat je ziet, bezweert de 51-jarige vrouw. Het is juist vanwege deze schoonheid dat ze zich zorgen maakt. Op zo’n twee kilometer van haar huis – in een dal en daardoor net buiten haar blikveld – boort een zware ­machine zich voor proefmetingen naar driehonderd meter diepte.

Het grensoverschrijdende heuvellandschap is samen met Sardinië in de race voor de aanleg van de prestigieuze Einstein Telescope. Die is straks in staat om zwaartekrachtgolven te meten en ons daarmee meer inzicht te verschaffen in ons heelal. Er zijn nu drie van dit soort instrumenten in bedrijf: twee in de Verenigde Staten en een in Italië. In Japan wordt aan een vierde gewerkt. Met uitzondering van de laatste liggen ze op het aardoppervlak en hebben ze buizen van drie tot vier kilometer lengte.

De Einstein Telescope wordt een verbeterde versie, veel langer en ondergronds, en kan straks veel nauwkeuriger en verder terug in de tijd kijken. De metingen die uit de proefboring komen, moeten duidelijk maken of Zuid-Limburg daadwerkelijk een geschikte plek is voor de telescoop.

Projectleider Frank Linde van het Nikhef (het nationaal instituut voor subatomaire fysica) smult al bij de gedachte. Sinds in 2015 in Amerika de eerste zwaartekrachtgolf werd gemeten, zijn er zo’n tien botsingen van zwarte gaten of samensmeltende neutronensterren waargenomen.

“We zijn met de huidige apparatuur in staat om een paar miljard jaar terug in de tijd te kijken. Maar we willen dolgraag naar het moment van de oerknal. Die was 13,8 miljard jaar geleden. En we nemen geen genoegen met een paar gebeurtenissen per jaar, we willen er honderdduizenden meten. Pas dan kunnen we meer te weten komen over de ontwikkeling van het heelal.”

Beken en poelen

De Einstein Telescope is dus hard nodig. Heggen heeft begrip voor de wetenschappelijke importantie van het project. Maar ze is ook bang voor de gevolgen die het project in haar omgeving zal hebben. Uit haar boekenkast pakt ze een oud werk van Eli Heimans, ‘Ons Krijtland’. De schrijver en natuurbeschermer maakte in 1911 al gewag van het wonderlijk schoon van Zuid-Limburg. “Het is een kwestie van kennen en van weten”, leest Heggen voor van bladzijde 66. “Heimans noemde dit het ­allermooiste gebied van heel Nederland. De ­beken en de poelen zijn de kraamkamers van veel beestjes. De natuur kan hier zijn gang gaan. Je mag hier nog geen zonnepaneel aanleggen vanwege de landschappelijke schoonheid. Ik begrijp niet dat zo’n megalomaan project dan wel kan. De Einstein Telescope tast het ondergrondse beken- en bronnenstelsel aan, ben ik bang.”

Twee kilometer van haar huis valt op de plek van de proefboring vooral het lawaai op. Een gat tot driehonderd meter diepte creëren gaat niet zonder geluid. Geohydroloog Bjorn Vink vraagt begrip voor de tijdelijke overlast, maar neemt de angst voor verstoring van het landschap direct weg. “De natuur is ons veel waard. Als de Einstein Telescope er daadwerkelijk komt, leggen we die aan op twee- tot driehonderd meter diepte. Dan zit je in gesteente dat vrijwel geen water doorlaat. Een waterdichte betonnen buis op die diepte heeft geen enkele invloed op de bronnen en beken. Sterker, de gevoelige apparatuur in de Einstein Telescope kan slecht tegen vocht. Zouden we op een diepte zitten waar we doorlopend water zouden moeten wegpompen, dan levert dat ruis op en verstoren we de waarnemingen aan het heelal.”

Ook bovengronds zal de schade volgens Vink beperkt blijven. “We gaan natuurlijk niet oneindig in dit gebied prikken”, zegt hij. “De drie hoekpunten van de telescoop worden zichtbaar, verder boren we de tunnels onder de grond uit. Champions-Leaguenatuur en Champions-Leaguewetenschap kunnen hier heel goed samengaan. Alleen moeten we het wel slim aanpakken. We moeten bijvoorbeeld het vrachtverkeer beperken; je kunt hier op de smalle weggetjes niet af en aan blijven rijden.”

Maar eerst moet duidelijk worden of dit inderdaad een geschikte plek is voor de Einstein Telescope. “360 tot 375 miljoen jaar geleden was het hier een soort Waddengebied”, zegt Vink. “Uit het bodemmateriaal gaan we veel dingen leren over de geologie, want eigenlijk kennen we dit gebied nog niet goed. We weten dus nog niet of de Einstein Telescope hier zijn werk kan doen.”

Wat nodig is, vervolgt Vink, is absolute rust. “Het voordeel van dit gebied is dat zachte bodemmaterialen – enkele meters löss en gemiddeld 75 meter krijtlagen – die op de hardere gesteenten uit het Carboon en Devoon liggen een dempende werking hebben op trillingen vanaf het maaiveld. We gaan nu op driehonderd meter diepte een sensor in de grond aanbrengen die trillingen meet. Hetzelfde doen we op het maaiveld. Dan vergelijken we wat er op driehonderd meter van die trillingen overblijft. Als het is zoals we verwachten, is dat praktisch niets. Want trillingen die niets met het heelal te maken hebben, moeten we straks kunnen uitsluiten.”

Mocht de bodem geschikt zijn en het grensoverschrijdende project (een deel van de Einstein Telescope komt dan onder België en wellicht Duitsland te liggen) de strijd winnen van Sardinië, dan wordt het een logistieke uitdaging om die aan te leggen. Vink beseft dat. “We moeten zo’n miljoen kubieke meter gesteente uit de grond halen. Gelukkig zijn er vlak over de Belgische grens goede spoorverbindingen, waardoor we relatief makkelijk spullen kunnen aan- en afvoeren. Per trein is dat ook nog eens veel goedkoper dan als we vrachtwagens door de Limburgse dorpjes laten rijden.”

Politiek besluit

Tegen die tijd zijn we wel zo’n zes jaar verder, rekent Linde van het Nikhef voor. “Ergens dit jaar verwachten we het resultaat van onze proefboringen. Als alles meezit, zal het Europese investeringsfonds ESFRI (European Strategic Forum on Research Infrastructures - red.) in 2021 besluiten of het het plan voor de Einstein Telescope ondersteunt. Dan moeten verschillende regeringen een voorstel op papier zetten om die onder te brengen, want ­uiteindelijk is de locatie een politiek besluit. Twee jaar na de beslissing kunnen wellicht de boormachines de grond in, aan het einde van dat decennium installeren we dan de apparatuur. In de meest optimistische voorspelling kunnen we ergens tussen 2033 en 2035 voor het eerst gaan meten.”

Marianne Heggen is ondertussen niet overtuigd en noemt het ‘een prestigeproject’. “Het staat buiten kijf dat de kennis die dit oplevert, heel belangrijk is. Maar het offer is hier te groot. Er zijn ook mensen op de wereld die gedreven worden door schoonheid, rust en authenticiteit. Ze willen ook een bezoekerscentrum bouwen. Dat levert toerisme op dat je hier niet wilt hebben.”

Vink: “We willen zeker het verhaal van de Einstein Telescope vertellen. Maar dat centrum kunnen we ook een eindje verderop neerzetten, in Vaals of in Maastricht. We gaan echt ons best doen om dit unieke gebied te ontlasten.”

Lees ook:

Onderzoek naar zwaartekrachtgolven vergt een lange adem

Barry Barish won vorig jaar de Nobelprijs voor natuurkunde voor de ontdekking van zwaartekrachtgolven. Daar zag het bij zijn aantreden als leider van het project niet naar uit. ‘Dat was helemaal vastgelopen, terwijl het moet kunnen evolueren.’