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EXPOSITION

Météorites & Astéroïdes
Venez toucher l'Espace

- PROLONGATION JUSQU'AU 3 MAI 2010 -


Parmi les pièces remarquables de l'exposition:

 
- Une pierre complète d'Allende de 7kg !
- Une petite tranche de la météorite de La Caille qui a longtemps servi de banc devant une église.
- Les deux météorites reconnues par Alain Carion dans le sud marocain, Alnif et Zagora, les premières d'une longue, très longue série.
- Quelques fragments d'Orgueil et une belle pierre de Murchinson, deux météorites contenant plusieurs acides aminés extraterrestres !
- La plus grosse pierre de la chute de Millbillillie, une belle eucrite d'Australie tombée en 1960.
- Une grande plaque de la météorite de Peekskill, la fameuse qui a traversé le coffre d'une voiture.
- Un morceau de Tatahouine de 160g, une météorite provenant très certainement de l'astéroïde Vesta.
- Une plaque complète de la météorite métallique de Campo Del Cielo de 60 cm de diamètre.
- Une petite pierre de Nakhla, tombée en 1911 en Égypte, qui s'est révélée être un caillou martien !
- Un beau morceau de Karsnojarsk la première météorite mixte reconnue par le scientifique Pallas   qui donna ensuite son nom aux Pallasites. 
- Quelques poussières de notre satellite la Lune ramenées par les missions Apollo !
- Et bien sur énormément d'autres objets historiques  et esthétiques tout au long de l'exposition !
 

 

La vitrine principale La collection de minéralogie La vitrine Lune & Mars
Venez toucher l'Espace ! Venez toucher l'Espace ! Venez toucher l'Espace !
     
Les chondrites carbonées
Morceaux de Lune ramenés par les missions Apollo Les sidérites
     
Les chondrites Un morceau de Mercure? Les achondrites
     
The "Moon Watch"

 

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
Dr Alain Carion, Galerie Alain Carion, Pr Michel Cabane, UPMC/LATMOS
Dr Jean-Claude Boulliard, UPMC/IMPMC

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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