Mise à jour le 11 Février 2020
CONFÉRENCE
« LES MÉTÉORITES TÉMOINS DE LA FORMATION ET
DE L’ÉVOLUTION DU SYSTÈME SOLAIRE »
Par Brigitte ZANDA Météoritologue au MNHN
Organisée par l'IAP
98 bis Bd Arago, Paris 14ème
Le Mardi 4 Février 2020 à 19H30
Photos : JPM pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent
m'être demandées directement)
Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur.
Voir les crédits des autres photos ou illustrations.
Vidéos des conférences proposées par l’IAP
sur Canal U
BREF COMPTE RENDU
Salle 15 minutes avant le début de la séance.
Signalons que les premières conférences publiques de l’IAP ont commencé il y a
25 ans et B Zanda en faisait déjà partie !
Brigitte Zanda est météoritologue à l’Institut de minéralogie, de physique des
matériaux et de cosmochimie (IMPMC)
dépendant du Muséum National d'Histoire Naturelle (MNHN).
Ses spécialités :
· L’origine du système solaire vue au travers des météorites primitives
(chondrites).
· Les corps parents des météorites.
· La Formation et l’évolution de la croûte de Mars (à partir de l’étude
de la météorite NWA7533).
Elle est aussi coordinatrice des projets Fripon et Theodule.
Le Système Solaire s’est formé à partir d’un disque proto-planétaire comme on le
voit sur cette photo de
l’étoile HL Tauri.
99,9% de la matière du Système Solaire est dans le Soleil.
Graphique de l’abondance des éléments dans les chondrites Cl (en vertical) par
rapport à l’abondance des éléments dans notre Soleil. Par rapport au Si.
(Illustration B Zanda)
Évidemment, un corps gazeux comme H est beaucoup moins présent dans les
météorites.
Le Lithium est moins présent dans le Soleil car consommé dans les réactions
internes.
Le Fer métallique n’existe pratiquement pas sur Terre.
Il faut en fait l’extraire d’un minerai dans lequel il est stocké sous forme
d’oxyde.
Tout le fer apparu au temps des Égyptiens ou à l’âge de bronze provient des
météorites, comme
le poignard dans la tombe de Toutankhamon.
Le fer et les autres métaux ont été attiré par densité au centre de la Terre
pour former le noyau.
La datation des météorites. La datation radiométrique. (Ces notes sont tirées
d’un de mes textes NdlR)
Principe : un élément radioactif (père) se désintègre au cours du temps pour
aboutir à un élément stable (fils).
En mesurant la valeur du rapport isotopique entre père et fils, on pourra
estimer directement le temps écoulé depuis la formation du père.
Bien évidemment, la période de désintégration radioactive doit être adaptée au
temps que l’on cherche à déterminer.
La décroissance radioactive :
Au bout du temps T (période radioactive) la moitié des éléments radioactifs ont
disparu.
Une fois l’élément à dater, piégé dans l’échantillon, on peut mesurer la
radioactivité résiduelle.
Le rapport père/fils est une mesure du temps écoulé depuis ce piégeage.
Le C14 permet de dater des évènements de plusieurs dizaines de milliers
d’années, pour dater des météorites qui ont l’âge du système solaire il faut des
chronomètres plus longs comme les méthodes K/Ca ou Rb/Sr par exemple.
Les éléments à période courte émettent plus de chaleur que les éléments à
période longue.
Brigitte Zanda nous fournit un intéressant graphique des éléments radioactifs et
de de leur demi-vie.
La chaleur la plus intense est produite par les éléments à courte période ((coin
inférieur droit du graphique).
Les planètes se sont différenciées, les corps lourds sont tombés au centre
(noyau) entouré du manteau silicaté et finalement la croûte.
Illustration: Smithsonian National Museum of Natural History.
Le noyau est à la base des météorites ferriques, à l’interface entre noyau et
manteau se trouvent les mixtes comme
les pallasites et les
plus courantes provenant du manteau et de la croûte.
On en déduit la classification des météorites en trois grands groupes principaux
:
Les pierreuses : 94% des météorites
Les ferriques ou métalliques : 5%
Les mixtes, les plus rares : 1%
De plus il y aurait plus de 150 sous groupes.
Les chondrites sont des météorites qui contiennent des chondres.
Les chondres, petites billes (inférieure au mm généralement) de silicates, elles
sont créées lors de la condensation de la nébuleuse. Elles ont subi peu de
transformation, car elles n’ont pas été refondues par le Soleil et gardent ainsi
leur composition d’origine.
Près du Soleil, seuls des composés, dits, réfractaires peuvent se former, ils
possèdent une température de condensation supérieure à 1400K approx. Ce sont eux
qui vont être la base des CAI, que l’on va évaluer comme les éléments les plus
vieux du système solaire. En effet, certaines chondrites contiennent ces
inclusions riches en Ca et Al réfractaires, ce sont des éléments que l’on
appelle CAI pour « Calcium-Aluminium rich inclusions ».
Les CAI sont les objets les plus vieux du système solaire.
C’est leur datation qui permet de dater précisément le système solaire à
4,567Ga.
Ils proviennent de la cristallisation d'un liquide magmatique dans le gaz de la
nébuleuse.
Entre chondres et CAI : la matrice, la partie la plus ancienne.
Pour illustrer la formation de sphérules en apesanteur on nous passe le film
suivant à bord de l’ISS
Parmi toutes les météorites recueillies on apprécie la
météorite d’Orgueil car elle est exceptionnelle en raison de sa composition,
proche de celle du Soleil (à l’exception de H et He bien entendu).
Elle est un des éléments qui ont servi à l’élaboration des planètes.
C’est une météorite qui est tombée dans la région de Montauban en 1864.
Sur
ce graphique, on a une vue schématique de la nébuleuse solaire au moment de
l’accrétion. Les planètes ne sont pas encore formées, la matière chauffée près
du soleil (à 1600K) circule vers l’extérieur, vers les régions froides.
Les météorites primitives (Chondrites carbonées) sont celles qui se rapprochent
le plus des planétésimaux d’origine, d’où leur intérêt pour étudier cette
période du système solaire.
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Comprendre la genèse des chondrites nous aide à reconstituer la genèse du
Système Solaire.
B Zanda illustre cette phrase avec cette slide montrant l’évolution du Système
Solaire.
Tout s’est produit en une centaine de millions d’années.
Nombreux sont ceux qui ont voulu toucher des météorites à la fin de la
conférence.
POUR ALLER PLUS LOIN :
Une image
révolutionnaire d’ALMA révèle la naissance des planètes
Classifications des météorites à
voir absolument pour comprendre
Chronologie de la formation du Système Solaire par M Chaussidon
Expo météorites 2017 au MNHN, visite.
Cosmochemistry from
Nanometers to LightYears
Bon ciel à tous !
Jean Pierre Martin. Commission de Cosmologie de la SAF.
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