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Minéraux, Sphères, Oeufs & Systématique
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EXPOSITION
Météorites
& Astéroïdes
Venez toucher l'Espace
- PROLONGATION JUSQU'AU 3 MAI 2010 -
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| La vitrine principale | La collection de minéralogie | La vitrine Lune & Mars |
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| Venez toucher l'Espace ! | Venez toucher l'Espace ! | Venez toucher l'Espace ! |
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| Les chondrites carbonées |
Morceaux de Lune ramenés par les missions Apollo | Les sidérites |
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| Les chondrites | Un morceau de Mercure? | Les achondrites |
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| The "Moon Watch" | ||
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De
l’espace vers la Terre Les météorites : de bien étranges
pierres tombées du ciel La
chute de pierres venues du ciel ne passe pas inaperçue. C’est
d’abord une traînée lumineuse qui s’estompe dans les couches
denses de l’atmosphère pour faire place à une traînée blanchâtre
de vapeur d’eau accompagnée de bruits d’explosion dus à l’onde
de choc située en avant du bolide. À ces coups de canon succède une
sorte de sifflement lié au passage des différents fragments dans
l’air et enfin l’impact au sol plus ou moins tonitruant. D’où viennent-elles ? Dans
l’Antiquité, on imaginait que ces pierres avaient une origine
surnaturelle, qu’elles venaient du domaine des Dieux. Au Moyen-Age, en
Europe, on y voyait une conséquence des orages et de la foudre. Au 18e
siècle, plusieurs savants sont partisans d’une origine
extraterrestre, mais il faudra attendre la pluie de météorites de l’Aigle
(Orne, France) en 1803 et le rapport qu’en fit le grand physicien
Jean-Baptiste Biot pour que l’on admette définitivement cette
origine. Durant le 19e siècle, on pense qu’elles viennent
de la Lune. Au 20e siècle, on s’attache à calculer leur
trajectoire ; malheureusement les informations données par les
rares témoins sont à ce point imprécises qu’il est impossible de
savoir si les météorites viennent du système solaire ou non. La
question est tranchée en 1959. Il y avait alors en Tchécoslovaquie une
batterie circulaire de caméras braquées sur le ciel afin d’observer
les trajectoires des satellites artificiels. Le 7 avril de cette année-là,
à 19h 30, une météorite tombe à Pribram. La traînée lumineuse est
enregistrée par des caméras. La trajectoire est calculée. Son origine
est la ceinture principale d’astéroïdes située entre Mars et
Jupiter. Par la suite les météorites de Lost City (USA, 1970) et
Innisfree (Canada, 1977) confirment cette origine. La ceinture principale d’astéroïdes En
1760, Titius von Wittemberg observe que la position des planètes
connues est représentée par une formule empirique. Cette formule a
d’autant plus de succès qu’elle indique la position d’Uranus, découverte
quelques années plus tard. Il manque pourtant une planète entre Mars
et Jupiter. Bode émet l’idée qu’il y avait bien eu une planète
mais qu’elle a explosé. En 1801 l’italien Piazzi découvre un tout
petit objet planétaire, Cérès, à la distance prévue. Par la suite,
d’autres petits objets sont détectés. On en compte aujourd’hui
plus de 30000 : ils forment la ceinture d’astéroïdes. L’idée
de Bode, séduisante, a été rejetée quand on a
démontré qu’il ne pouvait pas y avoir eu de planète, ceci à cause
des perturbations de gravitation induites par Jupiter. Les astéroïdes
sont pour ainsi dire des « planètes avortées ». Comment
classe-t-on les météorites ? Même
avant de bien comprendre leur formation, les savants avaient commencé
à classer les météorites en se basant sur leur composition minérale
et la texture des minéraux. -
Les chondrites sont formées de
petites billes plus ou moins déformées (les chondres) agrégées les
unes aux autres. On y trouve plusieurs types. Les « chondrites
ordinaires » (près de 80% des chondrites) sont surtout constituées
de péridot (olivine), de pyroxène, de feldspath et de fer. -
Les chondrites carbonées forment un
groupe de chondrites un peu à part. Elles contiennent du feldspath et
des molécules carbonées. Elle contiennent très peu ou pas de fer. -
Les rares achondrites
n’ont pas de chondres ; leur texture et leur composition témoignent
du refroidissement d’un liquide rocheux (un magma). Elles sont pauvres
en fer. -
Les sidérites (météorites métalliques)
sont constituées de fer surtout et de nickel (entre 5% et 35%.
L’attaque à l’acide nitrique d’une face polie d’une octaédrite
révèle des bandes dûes à un refroidissement très lent : les figures
de Widmanstätten. -
Les rares pallasites
sont les représentants les plus spectaculaires du groupe des sidérolithes.
Ces météorites sont composées de parties pierreuses et de parties métalliques
bien séparées. Les pallasites ont des grains cristallisés de péridot
disséminés dans la matrice de ferro-nickel. Comment
se forment les météorites ? Les chondrites et l’accrétion À
son origine (4,6 milliards d’années), le système solaire est un amas
d’hydrogène et d’hélium contaminé par les éléments plus lourds
éjectés par des étoiles mourantes. Cet amas se contracte : au
centre naît le Soleil ; dans son voisinage très chaud, fer et
silicates s’agglomèrent pour former des chondres qui s’agrègent
ensuite en chondrites. Plus loin les objets rassemblent des corps
chimiques plus volatils sous forme gazeuse, liquide ou solide. Les achondrites et la différentiation Le
diamètre des corps parents des chondrites est limité. À partir de
plusieurs centaines de km, la radioactivité et la gravitation les échauffent ;
les chondres disparaissent, le fer migre au centre et les silicates à
la périphérie. Une planète est en train de naître. La fragmentation et l’impactisme Les
collisions entre objets célestes sont des événements fréquents à
l’échelle de l’histoire du système solaire. Un impact peut briser
et expulser des fragments. Certains arrivent sur Terre sous forme de météorites.
La question qui se pose alors est de trouver quels sont leurs corps célestes
parents. Quels
astéroïdes pour quelles météorites ? Les
astéroïdes sont classés à partir d’observation (à distance) de la
lumière solaire qu’ils renvoient. La classification fait apparaître
différents types, plus ou moins plus rares. -
Le type C, pour carboné, représente
près de 75% des astéroïdes connus ; on les détecte plutôt dans
la partie externe de la ceinture principale. Ces astéroïdes ont peu évolué
depuis la formation du système solaire. Ils sont probablement
similaires aux chondrites carbonées, les météorites les plus
primitives. Elles contiennent très peu ou pas de fer et ont pu apporter
sur Terre les molécules carbonées qui sont à l’origine de la vie.
Nous présentons entre autres plus de 7 kg de la météorite d’Allende
et 590 g de la météorite de Murchison
(tombée en 1969 en Australie) qui contient plus de 30 acides aminés
d’origine extraterrestre. -
Le type S, S pour silice ou stony
(pierreux) inclut environ 17% des astéroïdes. Ils sont brillants et
riches en métal. Ils pourraient être à l’origine des sidérolites
(dont font partie les pallasites).
-
Le type M, pour métallique, inclut
des astéroïdes de composition mal connue. Ils seraient à l’origine
des météorites métalliques. Nous présentons entre autre, un fragment
de 28 kg provenant de la chute de Sikhote-Alin
tombée en Russie en février 1947 et un fragment de 39 kg de la météorite
de Canyon Diablo (USA). -
Le type E, pour enstatite (un
silicate de magnésium) est associé aux achondrites à enstatite. Les
aubrites sont de ce type. Nous en présentons trois : Cumberland- Fall,
Pena
Blanca et Mont Egerton (riche en fer). -
Le type Q est caractérisé par un
spectre proche de celui des chondrites ordinaires, ce qui a permis de
supposer que ces astéroïdes sont abondants.
Pourtant on en n’a détecté que quelques-uns à ce jour. Parmi
les chondrites présentées on remarquera : un fragment de la météorite
de Valera,
tombée en 1972 au Venezuela (célèbre pour avoir tué une vache). Il y
a aussi un fragment de la météorite de Lost
City, tombée en 1970, dont
la trajectoire de chute a permis de confirmer que les météorites
proviennent surtout de la ceinture principale des astéroïdes. -
Le type V correspond à Vesta
(l’un des plus gros astéroïdes de la ceinture principale) et à ses
fragments. On pense que les achondrites HED (howardites,
eucrites, diogénites)
proviennent de 4 Vesta* qui a dû subir un impact très violent il y a
moins d’un milliard d’années. * :
le numéro devant Vesta est celui du classement des astéroïdes selon
leur taille (Vesta est le 4e plus gros astéroïde). De
la Terre vers l’Espace Les
météorites nous sont venues de l’espace. Leur étude permet de mieux
appréhender la formation de notre système solaire. Pour aller plus
avant, il nous faut aller dans l’espace
et découvrir in situ les objets du système solaire. Une première
phase d’exploration a été celle des planètes. Plus récemment
l’attention s’est tournée vers les petits objets et en particulier
les astéroïdes. Certains appartiennent à la ceinture principale.
D’autres peuvent avoir des orbites assez proches de celle de la Terre
et la menacent : ce sont les géocroiseurs ou ECA (pour
Earth-Crossing Asteroids). Les explorations spatiales Les
premières images rapprochées d’un astéroïde sont obtenues
avec Galileo,
un véhicule spatial américain qui, avant d’atteindre Jupiter en
1995, survole et étudie deux astéroïdes de type S, 951 Gaspra (1991)
et 243 Ida (1993). L’observation de ce dernier a permis de découvrir
Dactyl, le premier satellite d’un astéroïde, et de déterminer la
densité (2,7) d’Ida. En
1996, la Nasa lance NEAR-Shoemaker
la première sonde exclusivement consacrée aux astéroïdes. En 1997,
elle survole 253 Mathilde (type C). Le 14 février 2000, jour de la
Saint Valentin, la sonde a rendez-vous avec le petit géocroiseur 433
Eros (type S). Elle se met en orbite, en fait la cartographie et tombe
en douceur sur l’astéroïde le 12 février 2001, avant d’envoyer
son dernier signal à la fin février. En
mai 2003, l’agence japonaise JAXA lance la sonde Hayabusa
en destination d’un tout petit géocroiseur 25143 Itokowa (type S).
L’idée est qu’un petit objet n’a pas dû beaucoup évoluer depuis
la formation du système solaire. La sonde reste à son voisinage entre
2005 et 2007, en tentant de collecter des échantillons, avant de
repartir vers la Terre avec peut-être des précieuses particules
solides. Le retour est prévu pour 2010. La
sonde européenne Rosetta
a pour mission de survoler deux astéroïdes. En septembre 2008, elle
est passée à 800 km de 2867 Steins (type E). En 2010, elle survolera
un gros astéroïde 21 Lutetia (type M ou C). En 2014, elle rejoindra la
comète Churyumov-Gerasimenko, afin de la suivre pendant au moins deux
ans et de déposer pour la première fois un module d’analyse à la
surface d’un noyau cométaire. L’aventure
continue avec la mission Dawn
lancée en 2007, par la NASA, à destination de deux gros astéroïdes
de la ceinture principale, 1 Cérès et 4 Vesta. Le premier rendez-vous
est prévu pour 2011-12 avec Vesta, suivi de celui avec Cérès en 2015. Ces
missions vont permettre de mieux affiner la relation astéroïdes-météorites.
L’exploration des planètes avait, quant à elle, permis de
trouver l’origine de rarissimes météorites.
Les
météorites lunaires et martiennes De
la Terre à la Lune : la mission Apollo et les sondes Luna Le
12 avril 1961, les soviétiques réalisent le premier vol spatial
humain. En pleine guerre froide, le président Kennedy réagit :
des astronautes iront sur la Lune. Le programme Apollo est lancé. Le 21
juillet 1969 (Apollo 11), Neil Armstrong pose son pied (gauche) sur la
Lune. Les missions 14 à 17 (1971-72) rapportent 382 kg de roches. Les
sondes soviétiques LUNA 16, 20 et 24 (1970-72-76) n’en récoltent,
quant à elles, que 300g. Les
météorites lunaires En 1982, on récolte en Antarctique une
météorite bizarre ; c’est une brèche, formée d’un mélange
silicaté de grains fins anguleux qui n’avait jamais été trouvé
dans une météorite, mais qui était connu dans les roches lunaires.
L’analyse confirme que sa composition, ses isotopes et ses minéraux
sont similaires aux roches lunaires. Aujourd’hui, on connaît environ
quarante météorites d’origine lunaire. Comment
sont-elles venues sur Terre ? Leur présence sur Terre est attribuée
à des fragments éjectés de la Lune après un impact. Les nombreux
cratères à la surface lunaire sont les stigmates du bombardement météoritique.
Lors d’un impact, une partie de la matière éjectée peut retomber ou
bien s’échapper à son attraction et être attiré par la Terre ou le
Soleil. Le transfert de la Lune à la Terre est parfois long., jusqu’à
plusieurs millions d’années. De Mars à la
Terre Les très rares SNC
(pour Shergotty, 1865, Inde ; Nakhla 1911, Égypte, et Chassigny,
1815, Haute-Marne, France) forment des météorites à part. Ce sont des
basaltes, des pyroxénites, des dunites,… d’origine volcanique.
Elles ne proviennent ni
d’un astéroïde, ni de la Lune ou de Mercure car leur volcanisme
s’est éteint depuis bien trop longtemps. Les autres candidats sont Vénus,
Io et Mars. Vénus est exclue à cause de sa forte gravité, Io à cause
de la gravité de Jupiter. Il ne reste que Mars. Cette origine a été
confirmée avec l’analyse des gaz (martiens) contenus dans la
shergottite EETA 79001. La
météorite qui fâche
La météorite
de Tafassasset (Niger,
14-02-2000) est une énigme. Est-elle une chondrite carbonée très
transformée ? Est-elle une achondrite primitive ? Est-elle le
chaînon manquant entre chondrites et achondrites ? Ou bien…
vient-elle de Mercure ?!! Coordinateurs :
Pr Anny-Chantal Levasseur-Regourd, UPMC/LATMOS Collection
des Minéraux de l’Université Pierre et Marie Curie Case
courrier 73, 4 place
Jussieu, 75252Paris cedex05
tel :01 44 27 52 88 http://www.upmc.fr/fr/culture/patrimoine/patrimoine_scientifique/collection_des_mineraux.html
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