La traînée laissée par la météorite de Tcheliabinsk dans le ciel de Russie. © M. Ahmetvaleev
Sciences

Des cristaux inconnus sur Terre découverts dans les poussières de la météorite de Tcheliabinsk

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[EN VIDÉO] 5 questions sur les météorites  Elles auraient causé la disparition des dinosaures et leurs cratères ornent la surface de la Terre. Chaque jour, la Planète est bombardée par des centaines de météorites. 

L'analyse de la poussière de la météorite qui a explosé dans le ciel de Tcheliabinsk en 2013 a permis d'identifier une nouvelle forme cristalline du graphite, jusque-là inconnue sur Terre.

Le 15 septembre 2013, un météore de 18 mètres de long et pesant approximativement 11.000 tonnes traversait le ciel de la Russie avant de se désintégrer à une altitude de 23 kilomètres au-dessus de la ville de Tcheliabinsk, dans le sud du pays. L'onde de choc, très puissante, a causé de nombreux dégâts, faisant exploser les vitres et fenêtres des bâtiments de la région. L'énergie libérée lors de cette explosion a en effet été estimée à 30 fois la puissance de la bombe d'Hiroshima. Il s'agit ainsi du plus important événement connu de ce type depuis la chute de l'objet au-dessus de Toungouska (Sibérie) en 1908, dont l'explosion dans l'atmosphère avait rasé une forêt sur un rayon de 20 kilomètres.

La désintégration dans l'atmosphère de la météorite de Tcheliabinsk a provoqué une puissante onde de choc qui a causé d'importants dégâts. © Mik Man, Fotolia

Dans les deux cas, la désintégration de la météorite en altitude a évité une collision avec la surface terrestre qui se serait certainement soldée par une catastrophe bien plus dramatique, rappelant à l'humanité que nous sommes exposés en continu à ce type de risque pour l'instant imprévisible.

Un important panache de poussières météoritiques

L'entrée dans l'atmosphère de la météorite dite de Tcheliabinsk, et notamment son explosion, ont été largement documentées par de nombreuses vidéos d'amateurs, qui ont permis aux scientifiques de reconstruire la trajectoire de la météorite et de définir ses caractéristiques.

Mais pour l’étudier plus précisément, rien de mieux que d'en retrouver des fragments. Mais cela n'est pas si évident. Lorsqu'une météorite pénètre dans l'atmosphère terrestre, l'échauffement qu'elle subit laisse généralement derrière elle une petite quantité de poussière. La météorite finit ensuite habituellement par « brûler » quasiment entièrement avant de toucher le sol. Il est souvent très difficile de retrouver cette poussière très fine saupoudrée sur le paysage d'une vaste zone.

Fragments retrouvés de la météorite de Tcheliabinsk. © Alexander Sapozhnikov, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0

Or, dans le cas de la météorite de Tcheliabinsk, la taille relativement importante du bolide a produit un grand panache de poussière qui est resté en suspension dans l'atmosphère durant plusieurs jours, permettant une collecte plus aisée de ces minuscules particules. Des fragments bien plus imposants ont également été découverts dans les mois qui ont suivi. Un morceau d’environ 570 kg a ainsi été remonté du fond du lac Tchebarkoul. L'analyse de ces résidus a montré qu'il s'agissait d'une chondrite ordinaire (météorite rocheuse).

D’étranges et exotiques cristaux de graphite

Mais, c'est en analysant les petits grains de poussière que des scientifiques russes ont fait une découverte fortuite et surprenante. Sous l'œil du microscope, un nouveau type de cristal a en effet été observé. De très petite taille, quelques micromètres seulement, ces cristaux se présentent sous deux formes distinctes jusque-là inconnues sur Terre : certains présentent une forme quasi sphérique et d'autres une forme de tige hexagonale. L'analyse aux rayons-X révèle qu'il s'agit en fait de cristaux de graphite, l'une des formes cristallines du carbone, celle-là même qui est encore couramment utilisée dans nos crayons de papier.

Mais ces cristaux ont une particularité supplémentaire. Ils renferment en leur centre une nanostructure de carbone qui pourrait être un buckminsterfullerène, une molécule sphérique composée de 60 atomes de carbone et qui se présente sous la forme d'un ballon de foot (d'où son surnom de footballène). Cette nanostructure pourrait également être du polyhexacyclooctadecane, une molécule composée de carbone et d'hydrogène.

Structure du buckminsterfullerène qui pourrait être présent au centre des nouveaux cristaux de graphite identifiés dans la poussière de la météorite. © Mstroeck, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0

Une spécificité de la météorite Tcheliabinsk ?

L'architecture très exotique de ces cristaux suggère qu'ils se sont formés dans des conditions de haute température et haute pression, qui pourraient correspondre au moment de la fragmentation de la météorite dans l'atmosphère terrestre. Le mécanisme exact de leur formation reste cependant encore à élucider. Ces résultats ont été publiés dans la revue The European Physical Journal Plus.

La prochaine étape est désormais de savoir si ces cristaux sont spécifiques à la météorite de Tcheliabinsk ou pas, en recherchant leurs traces dans des échantillons de poussière d'autres météorites.

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