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Les météorites
Définitions L'étude des météorites[1] ressort des sciences de la minéralogie (l'étude des minéraux), de la pétrologie (l'étude de l'origine de la formation et de la transformation des roches), de la pétrogenèse (l'étude des processus de formation des roches) et de la planétologie (l'étude des objets du système solaire). Les météorites intéressent en particulier les géophysiciens, les géochimistes, les géologues, les minéralogistes et les cosmochimistes. Cette présentation nous donnera d'ailleurs l'occasion d'introduire quelques notions de géochimie, de minéralogie et de cosmochimie. Notons que si le dictionnaire Le Robert considère que le substantif "météorite" appartient aux deux genres, le Larousse et toutes les sources scientifiques considèrent que le mot est du genre féminin, un usage que nous adopterons. Avis aux spécialistes : l'impact non identifié en RDC Vers 1958 ou 1959, dans le nord-ouest de l’Uélé en RDC, vers 22 h locale, longtemps après le coucher du Soleil, alors que mon père préparait un barbecue à l’extérieur, il vit "comme la Lune tomber. Vraiment, la Lune tombait". Il reconnut immédiatement la chute d'une météorite et quelques instants plus tard il vit la ligne d'horizon nord s'embraser d'une grande lueur. Il ne perçut aucun bruit, si bien que le phénomène lui parut plus étrange encore. Malgré mes recherches dans la région équatoriale, dans le nord de la RDC et en République Centreafricaine ainsi que dans les bases de données, je n'ai trouvé aucune de trace de cet objet ni aucun compte rendu de cet évènement. La lueur à l'horizon suggère qu'il aurait percuté le sol. Mais il a peut être aussi explosé en vol et se volatisa dans les basses couches de l'atmosphère. S'il percuta le sol, trouver des fragments ou un cratère d'impact dans une région forestière ou agricole qui s'étend sur des centaines de kilomètres revient à chercher une aiguille dans une botte de paille... Malheureusement cet évènement est perdu pour la science. Mais à tout hasard, si quelqu'un sait quelque chose sur cet évènement, à des moyens lidar pour sonder la région, merci de me contacter car j'aimerais en savoir plus. De tels évènements se produisent parfois dans nos régions et les forums de discussion ainsi que les médias s'en font de temps en temps l'écho. Ainsi le 6 décembre 2001 un lecteur français postait ce message :
Plus récemment, en 2013 nous avons assisté à la chute fracassante de la météorite de Tchéliabinsk dans l'Oural. On y reviendra à propos des histoires d'impacts. Comment les météorites arrivent-elles sur Terre ? La plupart des météoroïdes - des astres plus gros qu'une molécule mais plus petits qu'un astéroïde - ont été créés dans le système solaire, dans un astre rocheux en cours de formation ayant parfois un noyau en fusion. Le plus souvent, au hasard des collisions cosmiques, un jour cet astre fut percuté par un autre corps et libéra des fragments de sa croûte voire même du magma dans l'espace interplanétaire où ils se sont refroidis et parfois cristallisés. Au fil des éons, ces petits corps errants ont été perturbés par les champs gravitationnels des planètes ou sont entrés mutuellement en collision. Le géant Jupiter en particulier est à lui seul capable d'éjecter un astéroïde ou une comète de son orbite autour du Soleil. Il altère si bien sa trajectoire qu'il finit par l'infléchir au point de lui donner la forme d'une ellipse de courte période. Plongeant jusqu'aux planètes telluriques, ces débris traversent un jour l'orbite de la Terre pour finir leur course dans un désert ou sur le capot d'une voiture ! A voir : Meteorite Explosion over Russia - HD Compilation NPP Sees Aftermath of the Chelyabinsk Meteor, NASA, 2013 Documents T.Lombry et Simon/SDG Les plus grosses météorites, pesant plusieurs centaines de tonnes, rentrent dans l’atmosphère sur une trajectoire inclinée à environ 45° et à plus de 30 km/s (> 100000 km/h) et ne s'y consument pas entièrement. En l'espace d'une minute, le projectile percute violemment le sol en provoquant un immense cratère (Meteor Crater) ou l’érection d’une chaîne de montagnes (Gosses Bluff) par un effet similaire à celui qui se produit quand on lance un projectile dans de la boue. Si la météorite est très dense, elle peut être enfouie à plusieurs centaines de mètres au centre du cratère d’impact, mais si elle poreuse ou subit un freinage aérodynamique très important elle peut tout aussi bien exploser en milles fragments à quelques kilomètres d'altitude et se disperser sur des centaines de kilomètres alentour (par ex. Sikholite-Alin ou Tchéliabinsk) ou exploser dans l'atmosphère en libérant toute son énergie sous forme de chaleur (Tunguska, Lugo). Les effets de la pression sur les roches Pour une raison qui demeure encore mystérieuse, la plupart des météoroïdes se brisent sous une pression dynamique inférieure à leur force de cohésion interne. C'est ainsi que la météorite de Peekskill qui tomba en 1992 pouvait résister à une force de pression de 30 MPa (300000 atmosphères) mais elle se fragmenta sous une pression d'environ 0.7-1.0 MPa. Même chose pour le bolide de Lugo qui explosa en haute altitude. Pourquoi, nul ne le sait vraiment, bien que l'on soupçonne que ces corps aient une structure interne assez fragile et poreuse, contenant probablement des cavités vides. L'analyse de la structure de la météorite, en particulier sa composition, les lithologies (différentes roches), la taille et la forme des inclusions et autres grains, de ses fractures et de ses éventuelles traces de chocs plus ou moins violents, rares ou multiples, apportent des renseignements sur la température et la pression qu'elle subit, l'intensité des impacts éventuels et d'en déduire son origine et son évolution. Voici à titre indicatif les effets associés à différents pressions d'impacts sur de la roche :
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Identification des cratères Si la météorite est suffisamment grande et massive pour ne pas se consumer totalement dans l'atmosphère (une chondrite ou une sidérite de plusieurs dizaines de mètres), elle percutera le sol en créant un gigantesque cratère suivi d'une onde de choc et d'une boule de feu qui peuvent avoir des effets catastrophiques. La plupart des cratères d'impacts terrestres se sont produits voici plusieurs dizaines de milliers voire des centaines de millions d'années et, pour les plus récents, l'humanité n'en a pas toujours conservé le souvenir. La plupart des impacts sont aussi passés inaperçus car soit ils sont recouverts depuis longtemps par la végétation qui les camoufle soit ils sont tellement vastes qu'on ne les reconnait pas. Ils peuvent également être ensevelis sous le sable, noyés dans un lac ou sous la mer. Des cratères ont été découverts sur les six continents et l'on dénombre près de 1600 impacts dont plus de 190 sont authentifiés comme étant d’origine extraterrestre. Plusieurs centaines d'autres formations le sont très probablement, suite à la découverte de signatures chimiques et minéralogiques typiques d’impacts à grande vitesse, mais aucune trace météoritique n’a encore été trouvée auprès des cratères. Nous verrons dans l'article listant les impacts météoritiques terrestres confirmés qu'il existe plusieurs méthodes grâce auxquelles les scientifiques peuvent déterminer l'origine des cratères terrestres. A consulter : Liste des impacts météoritiques terrestres
Des champs de météorites On peut également découvrir une météorite isolée, sans cratère d'impact alentour ou totalement effacé par l'érosion. C'est par exemple le cas des petits fragments qui peuvent tomber tout au long de la trajectoire de la chute d'un météoroïde ou lorsqu'il explose en fragments météoritiques qui tombent ensuite au sol, dans le désert, sur la neige ou la glace. Ainsi que l'explique Randy L. Korotev de l'Université Washington à Saint Louis (WUSTL) et Jean Redelsperger sur son site All Meteorites, il existe plusieurs régions sur terre où l'on trouve des concentrations de météorites, y compris lunaires : - l'ouest du Sahara (sud du Maroc, sud-ouest de l'Algérie, nord du Mali et nord de la Mauritanie) auxquel il faut ajouter le nord de l'Afrique (Egypte, Lybie, Tunisie, Niger, Soudan) avec 376 météorites représentant 744 kg (lire en anglais l'histoire de la ruée vers ces météorites) - le désert d'Atacama au Chili entre Amigos et San Juan avec 10 météorites/km2 et près de El Médano avec 86 météorites/km2 (cf. J.Gattacceca et al., 2013) - la péninsule Arabique (principalement le sultanat d'Oman) avec 78 météorites représentant 17.3 kg - la région de la chaîne de Yamato dans l'Est Antarctique avec 25 météorites/km2, 44 météorites représentant 5.9 kg (cf. K.Yanai et H.Kojima, 1991; NASA/ANTMET). En de rares occasions on a découvert des météorites monumentales. Ainsi, perdue au milieu de la savane de Namibie, les chercheurs ont découvert au détour de leurs aventures la météorite la plus lourde du monde, appelée Hoba (2.95 m x 2.84 m x 1.5 m). A demi-enterrée, elle pèse 66 tonnes ! On comprendra que les scientifiques aient préféré la laisser sur place. Depuis cette date, le site est devenu un lieu touristique. En deuxième place vient la météorite de Ahnighito, une masse de 200 tonnes de fer qui tomba il y a environ 10000 ans à l'ouest du Groenland, dont on récupéra un fragment de 34 tonnes en 1818. Après beaucoup de courage et de sueur pour la monter dans un navire qui manqua de couler sous son poids, l'Amiral Peary l'emporta aux Etats-Unis. Elle est aujourd’hui exposée au Musée Américain d'Histoire des Sciences de New York (AMNH). Disparition des météorites en Antarctique L'Antarctique reste une mine d'or pour les passionnés de météorites où, selon l'EOS, les scientifiques ont récolté environ 50000 spécimens (la NSF cite 45000 spécimens) depuis 1976 dont plus de 21000 fragments par les membres de l'ANSMET (Antartic Search Meteorites) du Centre Spatial Johnson (JSC) de la NASA, en particulier dans la chaîne Transantarctique qui s'étend sur 3200 km et sépare l'Ouest de l'Est Antarctique (cf. cette carte topographique). Selon des prédictions faites en 2022 à l'aide d'une IA par la glaciologue doctorante Véronica Tollenaar de l'Université Libre de Bruxelles (ULB), quelque 600 sites restent à prospecter dans les montagnes proches des côtes nord et est ainsi que dans la chaîne Transantarctique (cf. cette carte). Les météorites Antarctique représentent 60% de toutes les météorites récoltées. Mais ce véritable filon à ciel ouvert risque de disparaître. A voir : Capturer des roches spatiales en Antarctique, C.Tsang/SwRI, 2016
Dans un article publié dans la revue "Nature Climate Change" en 2024, l'équipe du glaciologue Harry Zekollari de l'ULB, auteur principal avec Véronica Tollenaar précitée, alerte la communauté sur un effet inattendu du réchauffement du climat. En raison de ce phénomène, la glace du continent Antarctique fond, ce qui fait disparaître les météorites car au lieu d'être apparentes sur la glace blanche elles se retrouvent sur le sol rocailleux où on ne les distingue plus des autres roches. Aujourd'hui les chercheurs en découvrent encore en masse mais ils en perdent déjà plus qu'ils n'en récoltent. Sur base de simulations climatiques (les scénarii dits SPP5-8.5 qu'utilise également le GIEC et qui remplacent les anciens scénarii RPC), les chercheurs estiment qu'en raison du réchauffement du climat, environ 10% des météorites potentielles ont déjà disparu. Entre 1 et 2% soit 5000 météorites disparaissent chaque année alors que les scientifiques en trouvent ~1000 par an. Si le réchauffement moyen ne dépasse pas 2.7°C par rapport à l'ère préindustrielle d'ici 2100 (cf. la conférence de Paris), entre 28 et 30% des météorites Antarctique disparaîtront d'ici 2050. Mais ce pourcentage pourrait atteindre 55% et 76% dans un scénario à fortes émissions de GES si le réchauffement atteint respectivement 4°C et 6°C en 2100. Ce serait littéralement une perte sèche pour la science. Voyons à présent en détails la nature des météorites. Prochain chapitre
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