MINERALOGIE ET ORIGINES DU MONDE

CLASSIFICATION DES METEORITES :

Leur classement n'est pas toujours aisé. Plusieurs tentatives de classification sont possibles. La classification la plus courante regroupe les météorites en 3 grandes familles :

• les météorites pierreuses ou aérolithes.
• les météorites riches en métal (alliage de fer et nickel) ou sidérites
• les météorites mixtes ou métallo-pierreuses appelées sidérolithes.

1. Les aérolithes :

Parmi les aérolithes, si la surface présente des petites cavités on parle de chondrites (les cavités sont appelées des chondres par les géologues), et dans le cas contraire d'achondrites.

2. Les sidérites :

Environ 6% des météorites sont des météorites contenant des alliages métalliques à base de fer et de nickel. On pense qu'elles proviennent du noyau même de leur corps parent. Ces météorites contiennent des structures très particulières que les minéralogistes ont su mettre en évidence en polissant ces météorites avant d'y appliquer un peu d'acide : les figures de Widmanstätten. Il s'agit de lames de nickel qui viennent traverser la masse métallique de la météorite, bien visibles sur la partie droite de la météorite ci-dessous. Ces structures sont dues à un lent refroidissement du noyau de l'astéroide qui a permis la séparation des composants du métal en fusion, en alliages de teneurs en nickel différentes

la météorite de Toluca et ses figures de Widmanstätten (à droite)

3. Les sidérolithes :

Elles représentent 2% des météorites. Elles contiennent des mélanges de silicate et fer-nickel. On pense qu'elles sont originaires de la zone frontière située juste au-dessus du noyau des astéroïdes, d'où proviennent les météorites ferreuses.

LA MEMOIRE DES ORIGINES

En regardant d'un peu plus près leur composition, les géologues distinguent les météorites différenciées et les météorites non différenciées.

La différenciation est la séparation en plusieurs phases d'un mélange de roches en fusion. Par exemple, la Terre, formée d'un noyau métallique, d'un manteau rocheux et d'une croûte, est une planète différenciée. Les météorites différenciées proviennent d'astéroïdes dont la température s'est élevée suffisamment pour permettre un début de processus de différenciation comparable à celui de la Terre. Elles comprennent les météorites de fer, composées essentiellement de fer et de nickel, qui sont pour la plupart des fragments de noyaux d'astéroïdes différenciés; les pallasites et les mésosidérites faites pour moitié environ d'un mélange de fer et de nickel et pour moitié de silicates; et les achondrites, dont les plus nombreuses sont des laves volcaniques provenant de la croûte d'un astéroïde différencié, vraisemblablement Vesta, le troisième plus gros astéroïde.

Les météorites non différenciées, que l'on désigne sous le nom de chondrites, viennent d'astéroïdes dans lesquels n'a jamais régné une température suffisante pour faire fondre les roches. Elles conservent de ce fait la mémoire des premiers instants du système solaire. Ainsi, l'analyse des chondrites nous donne une bonne idée de ce qu'était la composition chimique globale de la nébuleuse solaire, le nuage de gaz et de poussières d'où est né le Soleil et le système solaire.

Les roches différenciées (terrestres, météoritiques lunaires. . .) ayant été fondues à un moment ou à un autre depuis la naissance des planètes, la structure initiale des matériaux constitutifs de celles-ci y est définitivement perdue. On la retrouve, au contraire, dans les chondrites, faites en grande partie de petites billes de 1/10 de millimètre à quelques millimètres de diamètre, composées essentiellement de silicates : les chondres. Ceux-ci existaient dans la nébuleuse solaire avant la formation des planètes. Nous voyons donc encore dans les chondrites les "briques " élémentaires qui ont servi à la construction des planètes.

L'AGE DU SYSTEME SOLAIRE

L'âge des météorites, que l'on détermine grâce à la radioactivité naturelle, est en général compris entre 4,40 et 4,56 milliards d'années. Leurs différences d'âge reflètent des différences dans l'évolution ancienne de leur température. Les objets les plus anciens que l'on ait datés sont les inclusions réfractaires des chondrites. Ce sont de petits ensembles de minéraux formés à haute température. Elles ont un âge de 4,566 milliards d'années, à 2 millions d'années près. Ce sont probablement les premiers solides qui se soient formés dans le système solaire. C'est leur âge que l'on adopte pour celui du système solaire lui-même.

DE LA POUSSIERE D'ETOILES

La mémoire des chondrites va au-delà de la naissance du système solaire. Ces météorites contiennent en effet de minuscules cristaux de diamant, de carbure de silicium, de graphite et d'alumine. L'étude fine des éléments chimiques constitutifs de ces grains (carbone, silicium, oxygène...) montre que ces derniers sont très différents de la matière du système solaire. Ils ont pris naissance au voisinage de divers types d'étoiles (géantes rouges, supernovae, novæ...), à partir de la matière synthétisée et rejetée par celles-ci. Après avoir voyagé dans l'espace interstellaire, ils se sont retrouvés dans la nébuleuse solaire, où ils ont été incorporés dans les solides en formation. On les rencontre encore dans les chondrites. Leur étude constitue une nouvelle forme d'astronomie, actuellement en plein développement.

C'est ainsi que plusieurs études minéralogiques récentes tendent à remettre en cause l'hypothèse actuelle qui voudrait que notre système solaire soit issu d'un énorme nuage de poussières et de gaz, la nébuleuse primordiale, qui aurait été déstabilisé par l'explosion d'une étoile voisine. Il y a 4.6 milliards d'années, un cataclysme terrifiant aurait agité notre coin de galaxie : une étoile géante en fin de vie aurait explosé en supernova. Le souffle de ce désastre aurait alors frappé de plein fouet notre nébuleuse primordiale qui errait dans les parages. Sous la violence de l'onde choc, ce nuage se serait trouvé déséquilibré et serait entré en rotation rapide sur lui-même pour former un disque de poussières et de gaz d'où seraient nés une petite étoile jaune et son cortège d'astres froids : le Soleil et ses 9 planètes. Voilà le scénario qui fait figure d'histoire officielle depuis 30 ans.

Mais l'analyse minéralogique d'une très ancienne météorite, découverte en 1969 près de Pueblito de Allende, dans le nord du Mexique, est venu chambouler ce beau scénario bien ficelé

météorite Allende

En 1976, 3 chimistes ont découvert dans les chondres de la météorite d'Allende une teneur anormalement élevée en magnesium 26, isotope rare du magnésium produit par la désintégration de l'aluminium 26, une variété instable de ce métal. Il y aurait donc eu de l'aluminium 26 dans la nébuleuse primordiale ? Mais gros pépin : la très courte durée de vie de cette forme d'aluminium (moins de 740 000 ans) ne collait pas avec l'âge du système solaire, âgé, lui de 4.6 milliards d'années. A l'époque, les astrophysiciens avaient trouvé une parade en émittant l'idée que cet aluminium aurait été injecté dans notre nébuleuse primordiale par le souffle d'une supernova proche : la supernova serait donc bien responsable et de la formation du système solaire et de la présence de métaux exotiques dans la météorite d'Allende. Ouf, on avait eu chaud mais la théorie de la supernova tenait toujours le coup ! En 2000, nouvel accroc : le cosmochimiste Kevin Mc Keegan découvre dans la météorite d'Allende un nouvel élément à durée de vie courte : le béryllium 10, qui, lui est consommé par les étoiles et mais n'est en aucun cas produit par l'explosion d'une supernova. Fin 2003, autour d'un français, Marc Chaussidon, d'identifier un nouvel élément encore plus éphémère, le béryllium 7, dont la période n'est que de 53 jours, un délai bien trop court pour qu'une supernova, aussi gigantesque soit-elle, puisse ensemencer avec cet élément toute une nébuleuse de gaz et de poussières. Une autre théorie est alors mise en selle : les nuages moléculaires interstellaires ont tendance à se fragmenter spontanément, sans intervention extérieure, en "grumeaux" dont l'effodnrement donne naissance à des étoiles de faible masse... comme notre Soleil. Les proto-étoiles ainsi formées émettent un fort rayonnement X et ultra-violet qui interagit violemment avec la nébuleuse qui les entourent. Ce flux énergétique expliquerait la présence d'aluminium 26, ainsi que les concentrations observées en béryllium 7 et 10.

Cependant, la question n'est toujours pas tranchée car on vient de trouver un nouvel isotope dans les météorites les plus anciennes : du fer 60. Cette forme de fer ne peut en aucun cas avoir été produit par l'irradiation d'une proto-étoile mais est au contraire produit par l'explosion d'une très vieille étoile ! Le débat reste donc très ouvert...

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