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Nature des météorites : classement, composition...

Dossier - Les météorites, ces roches extraterrestres
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Il existe différentes sortes de météorites. Ce dossier vous donne les éléments pour les reconnaître. Il détaille également la nature et la composition des météorites.

  
DossiersLes météorites, ces roches extraterrestres
 

Que nous apporte l'étude des météorites ? Selon le docteur John A. Wood, du centre d'Astrophysique de Harvard, « les météorites ont été formées dans la nébuleuse protosolaire par un processus à haute température qui forma les chondres et fit fondre le fer. Mais la nature exacte de cette nébuleuse et les processus qui s'y sont développés restent encore très mal connus ».

L'étude des météorites permet aux astrophysiciens de déterminer l'histoire de leur évolution et l'origine de l'objet hôte qui les abrita. En corollaire, ils peuvent étudier en direct les reliquats d'une époque lointaine où le Système solaire était à peine façonné et dans lequel débris et poussières étaient encore en cours d'accrétion.

En effet, ainsi que nous allons le découvrir et aussi étonnant que cela puisse paraître, nous savons aujourd'hui que certaines météorites récoltées sur Terre ont séjourné plusieurs milliards d'années dans un astre hôte et qu'elles ont ensuite été éjectées dans l'espace (vraisemblablement à la suite d'un impact plus violent que les autres), avant de venir d'écraser sur Terre.

À partir de l'analyse isotopique, on peut dire avec certitude que certaines achondrites découvertes en Antarctique sont originaires de la Lune car elles présentent une composition similaire aux roches ramenées par les missions Apollo entre 1969 et 1972. Une petite dizaine d'autres achondrites proviendraient de Mars. La majorité des milliers d'autres fragments recueillis à travers le monde sont probablement des éclats d'astéroïdes et, quelquefois, de comètes.

Les pallasites sont des météorites contenant du fer et des inclusions de silicates, en particulier de l'olivine. © Matteo Chinellato, Shutterstock

Classification : le classement des météorites

Le classement des météorites n'est pas toujours aisé. On peut les regrouper dans trois grandes familles :

  • les météorites pierreuses ou rocheuses ;
  • les météorites mixtes (fer et roches) ;
  • les météorites ferreuses.

La plupart des météorites sont des chondrites, c'est-à-dire de vraies pierres tombant du ciel constituées de différents éléments.

Nature des différentes météorites tombées sur Terre. © DR

Température des météorites

La croûte en fusion qui caractérise les sidérites fait penser qu'une météorite est un corps chaud. D'autres la croient froide. Qu'en est-il exactement ? Une météorite qui tombe sur Terre subit un intense frottement aérodynamique dans les couches denses de l'atmosphère.

Cette friction, qui ne dure que quelques secondes, fait fondre ou vitrifie la croûte de la météorite sur une profondeur qui ne dépasse jamais quelques dixièmes de millimètre. L'intérieur de cette météorite reste donc à l'abri de toute altération et demeure d'un froid glacial suite à son errance dans le milieu interplanétaire, où la température moyenne est proche de -200 °C dans l'ombre.

En pénétrant dans l'atmosphère terrestre, la partie externe de cette météorite se volatilise, emportant avec elle la chaleur, tandis que l'incandescence ne dure que le temps de traverser les couches denses de l'atmosphère, tout au plus quelques minutes, un délai insuffisant pour que la chaleur se diffuse jusqu'au cœur de la météorite. C'est pour ces raisons qu'une météorite reste froide et garde intactes les traces de ses origines.

Météorite provenant de l'astéroïde Vesta. © Document New England Meteoritical Services

Voici quelques années, une météorite tomba en Australie, dont un fragment de 631 g et d'un peu moins de 10 cm de côté (voir photo ci-dessus). Très sombre, lisse et cratelée, sa croûte présentait les signes typiques d'une fusion. Après analyse, on découvrit qu'elle était presque totalement composée de pyroxène, un composant typique de la lave.

Par ailleurs sa structure interne granuleuse et l'abondance de ses isotopes de l'oxygène n'avaient rien de commun avec les roches terrestres ou lunaires. Sa signature spectrale était en fait identique à celle de l'écorce de l'astéroïde Vesta. La plupart des fragments sont aujourd'hui exposés au Western Australian Museum.

Identification : comment reconnaître une météorite ?

Découvrons maintenant quelques conseils pour savoir comment reconnaître une météorite. La plupart des spécimens de météorites récoltés par le docteur Carleton B. Moore, directeur du Centre d'études des météorites (CMS), de l'université d'État de l'Arizona (États-Unis), mesurent entre 5 cm et 1 m. Le détail le plus frappant d'une météorite est son poids :

  • une météorite ferreuse, ou sidérite, est bien souvent 2 à 3 fois plus lourde que les roches terrestres de même taille ;
  • les météorites rocheuses ou pierreuses, appelées lithoïdes, n'atteignent que la moitié de la densité des roches terrestres de même gabarit.

La surface d'une météorite est assez lisse et peu détaillée mais présente souvent des lignes, des sillons, des dépressions superficielles et des cavités profondes.

À gauche, la météorite de Willamette, tombée en 1906 dans la vallée de l'Oregon. Elle est exposée au Muséum américain d'histoire naturelle, à New York (AMNH/Hayden). À droite, une météorite tombée récemment dans la plaine d'Oman, en Libye. Elle est facilement identifiable par sa croûte noircie et son poids supérieur aux roches terrestres de même taille. Sa croûte sombre peut toutefois disparaître avec les intempéries. © Document UARK

Un détail caractéristique des sidérites sont les dépressions superficielles connues sont le vocable des « empreintes digitales », car elles ressemblent à l'empreinte des doigts dans de la pâte molle. Celles qui sont tombées récemment peuvent présenter une croûte boursouflée, des chondrules superficielles, qui témoignent des effets de la friction atmosphérique sur leur surface. En apparence, cette croûte ressemble à de la cendre noire mais les intempéries lui donneront bientôt une coloration brune qui peut même disparaître complètement avec l'âge.

L'un des plus gros fragments de la météorite de Mbale, découvert en Ouganda le 14 août 1992. Il s'agit d'une chondrite de type L5-6. Bien qu'il ne s'agisse pas d'une sidérite, notez sur sa croûte les dépressions sombres en forme d'empreintes digitales. À gauche le cratère d'impact. © Documents de la DMS

Composition d'une météorite

Reconnaître une météorite sur le sol n'est pas chose facile, à moins qu'elle ne tombe en Antarctique sur la glace. Une météorite de plusieurs grammes se décompose en général en plus de 200 fragments. Dans une sélection aléatoire de météorites, un professionnel peut encore aisément séparer les sidérites des lithoïdes par le poids et l'apparence.

Cela devient très délicat quand elles se trouvent parmi d'autres cailloux, d'autant plus s'il s'agit d'une météorite mixte, une sidérolithe, car elle sera composée d'éléments variés, de fer, de nickel, d'oxyde de magnésium, etc. Les fragments peuvent se confondre avec des scories brûlées, des concrétions d'oxyde de fer et des résidus manufacturés.

On estime en effet qu'il existe aujourd'hui 170.000 débris artificiels satellisés autour de la Terre de plus d'un kilogramme susceptibles de tomber sur Terre ! Dans la plupart des cas, la nature chimique sera donc confirmée en laboratoire.

Analyses microscopiques de météorites. © Documents NRCAN et LPI

L'étude microscopique visuelle permet de vérifier la nature de la météorite. Une cristallisation interne est typique des lithoïdes. Celle-ci n'a en effet rien de comparable avec les roches terrestres. Dans certaines conditions, la vitrification disparaît avec le temps, empêchant les chercheurs de pratiquer une étude complète.

Cependant, les concrétions qui persistent permettent de découvrir des composés organiques extraterrestres très utiles pour comprendre l'évolution de la vie. Exceptionnellement, leur section peut présenter de larges inclusions colorées, de l'olivine ambre par exemple qui, une fois polie, leur donne une grande valeur marchande. C'est ainsi que des sociétés fort lucratives se sont constituées et que des chercheurs tels l'Américain Robert Haag et le Français Fabrice Kessler parcourent le monde à la recherche de ces véritables bijoux façonnés dans les forges du cosmos.