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Les météorites
et les météoroïdes

Aperçu
Des rochers de petites dimensions, appelés météoroïdes*, circulent dans l'espace interplanétaire. Ce sont en général des fragments d'astéroïdes brisés dans des proportions diverses lors de collisions, ou de comètes en cours de désintégration. Il peut aussi s'agir, pense-t-on, dans certains cas de fragments de la surface de la Lune, voire de Mars, arrachés à la surface de ces planètes lors d'impacts d'autres météoroïdes.

Certains de ces corps rencontrent la Terre sur leur trajet. Ceux dont les dimensions sont comprises entre un dixième de millimètre et quelques centimètres se consument complètement dans l'atmosphère sous l'effet de la pression qui résulte de leur traversée à très grande vitesse des couches d'air. D'autres, soit que leurs dimensions sont inférieures au dixième de millimètre, soit qu'elles sont supérieures à quelques centimètres parviennent cependant jusqu'au sol. Ils prennent alors le nom de météorites pour les plus gros, et de micro-météorites pour les plus petits. 
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Météorite.
Météorite provenant de la Lune et récolté dans l'Antarctique en 1981.
(Source : NASA Johnson Space Center).
Questions de vocabulaire - Il convient de distinguer les météorites (mot qui peut s'utiliser au féminin ou au masculin) des météores, qui représentent, au sens large, les phénomènes qui ont lieu dans l'atmosphère terrestre (aussi bien la pluie, que le brouillard ou l'arc-en-ciel), et dans un sens plus étroit l'effet lumineux produit par la combustion d'un corps rocheux ou même d'une simple poussière (ou micro-météoroïde) en provenance de l'espace. Ces-derniers peuvent prendre par ailleurs plusieurs noms, tels que étoile filante ou bolide selon leurs caractéristiques.
Historiquement, on a donné divers noms - aérolithe, météorite, uranolithe, etc.. - aux corps venus de l'espace extraterrestre et tombés à la surface de notre planète. Souvent leur sens a tardé à se fixer. Ainsi le mot aérolithe a parfois désigné toutes les météorites. On l'a aussi utilisé pour désigner l'ensemble du phénomène météoritique, soit le météore plus la météorite. Aujourd'hui, le mot désigne les seules météorites pierreuses. Il s'oppose alors aux sidérites (météorites métalliques) et aux sidérolithes (météorites mixtes).
Les micro-météorites (qui sont de simples grains de poussière) atteignent le sol après avoir subi un échauffement aux effets mineurs. Les grosses météorites, dont la masse est couramment de quelques kilogrammes, mais qui peuvent aussi atteindre plusieurs tonnes, ont subi en revanche lors de leur traversée de l'atmosphère un échauffement très intense, qui a pu les délester d'une partie importante de leur masse initiale (phénomène d'ablation). Ces corps, par ailleurs se brisent souvent en de très morceaux et s'éparpillent sur de grandes surfaces. La chute d'un seul météoroïde peut ainsi donner lieu à des dizaines, voire des centaines de météorites, qui au final porteront tous le même nom.
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Météorite.
NWA 1669 : météorite que l'on pense provenir de Mars. 
Il a été récolté en Afrique du Nord.
(Copyright : Bruno Fectau et Carine Bidaut).

Le nom des météorites est traditionnellement celui de la localité où à eu la chute. Depuis quelques décennies des collectes importantes de météorites sont effectuées dans l'Antarctique, où les courants de glace finissent par accumuler les météorites dans des zones privilégiées. L'une d'elle, les Allan Hills, est à l'origine des noms de nombreuses météorites étiquetées avec le préfixe ALH.
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Le Grand Bombardement

Il tombe chaque jour à la surface de la Terre plusieurs milliers de tonnes de matière en provenance de l'espace. Il s'agit pour l'essentiel de poussières interplanétaires. D'autres sont plus gros. mais leur proportion est devenue très faible si on la compare à ce qu'elle était au début de l'histoire du Système solaire. Peu après la formation de planètes, alors que leur surface était déjà solidifiée, une foule considérable de météoroïdes encombrait l'espace. Ce sont leurs impacts qui sont responsables des de l'immense majorité des cratères que l'on observe partout dans le Système Solaire. Ce grand bombardement a duré plusieurs centaines de millions d'années. Puis, faute de combattants, il s'est atténué, puis a pratiquement cessé.

L'évolution de ce phénomène au cours des derniers milliards d'années a pu être retracée grâce à la datation des terrains lunaires permise lors des expéditions Apollo, et la comparaison, pour les terrains concernés, avec les nombre de cratères et leur distribution en fonction de leur taille. Aujourd'hui, il est ainsi possible de dater les terrains de nombreux corps sur cette base : en particulier, quand une planète ou un satellite possède beaucoup de cratères, cela signifie que sa surface est très ancienne. Lorsque les cratères sont plus rares, c'est que le sol s'est renouvelé après la fin du grand bombardement de météorites. Il est donc plus jeune.

Devenus très rares, les gros météoroïdes n'ont pas complètement disparu. Ils continuent de représenter un certain danger. Il y a 40 000 ans (autant dire hier, à l'échelle des temps géologiques) un cratère, large de plus d'un kilomètre et profond de 150 mètres, a été creusé en Arizona, par un rocher de "seulement" 25 mètres de diamètre, et pesant près de 100 000 tonnes. Pareil objet, tombant sur une ville la détruirait complètement.

Outre les cratères, les chutes de météorites peuvent s'accompagner d'une fusion partielle des roches qu'elles frappent. C'est le mécanisme qui explique la formation des tectite, ces petits objets vitreux, souvent noirs, parfois bleutés ou jaunâtres, composés de silicates, et qui ne peuvent être mis en rapport avec les terrains dans lesquels on les trouve.
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Champ de cratères météoritiques à Gilf Kébir au Sud-Ouest de l'Egypte.
(Image Landsat 7).

Mise en ordre
Il existe plusieurs façons de classer les météorites, selon ceux de leurs aspects auxquels on s'attache. On peut les ranger par exemple en fonction de leur composition. 
Les minéraux dans les météorites - On rencontre dans les météorites des silicates tels que l'olivine, les pyroxènes (orthopyroxène et clinopyroxène) et la plagioclase, mais aussi des alliages de fer-nickel, réunis dans des proportions variables (kamacite et taénite), et des sulfures de fer (troïlite), en petite quantité, et de la serpentine.
La majorité des météorites sont composées de silicates principalement, et ressemblent aux roches terrestres. Elles peuvent alors être rangées ensemble, dans la catégorie des "aérolithes", nouvelle définition. Les météorites pierreuses représente 93 % des chutes. Les autres sont soit métalliques - principalement composées de Fer et dans une moindre mesure de Nickel - et forment la famille des holosidérites, soit mixtes (moitié roche et moitié métal), ou lithosidérites. 
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Catégorie
Holosidérites
Lithosidérites
Aérolithes
Composition
Fer et Nickel
Moitié Silicates et moitié Fer/Nickel.
Silicates
Fréquence
des chutes
6%
4%
90%
Types
Hexaédrites, Octaédrites,
Ataxites
Mésosidérites,
Pallasites.
Chondrites
Ordinaires,
Carbonées,
à Enstatite.
Achondrites
Eucrites,
Diogénites,
Howardites,
M. lunaires et martiennes.
Vous trouverez plus de détails sur la page consacrée aux météorites du site Objectif Terre, de V. et J. Ansan,
auquel on a emprunté le principe de ce tableau.

On rencontre plus fréquemment une division des météorites en fonction des processus qui leur ont donné naissance. Cela conduit à distinguer deux grandes classes de météorites : 

1) Les météorites indifférenciées, ou chondritiques, c'est-à-dire qui possèdent en général de petites inclusions appelées des chondres, et qui sont toutes rocheuses.
Les chondres ou chondrules sont des inclusions sphéroïdales absentes des roches terrestres, et principalement composées de silicates en proportion très variables. Les dimensions sont typiquement de l'ordre du millimètre (quelque chose entre 0,1 et 2 mm). On suppose que ces corps réfractaires se sont insérées dans la matrice qui les contient aujourd'hui lorsque celle-ci a été portée (par un mécanisme dont la nature reste problématique) à une température suffisante pour la faire fondre.
2) Les météorites différenciées, qui ne contiennent pas de chondres. Ces dernières pouvant être rocheuses (achondrites), métalliques (sidérites) ou mixtes (sidérolithes). on range aussi dans cette catégories météorites originaires de Mars et de la Lune. Les météorites chondritiques représentent une matière non transformée depuis la formation du Système solaire, les autres proviennent de corps célestes qui ont subi une évolution géologique. C'est cette approche que l'on va suivre maintenant. (N. B. : les exemples de météorites sont donnés en italiques).
Les Chondrites* (ou Météorites indifférenciées).
les Chondrites sont les météorites les plus communes. Elles sont riches en olivine et constituent l'une des deux composantes de la famille des aérolithes, définis ci-dessus. On les fait venir de la région interne de la ceinture principale. Ce sont des météorites pierreuses qui possèdent des chondres. Le degré d'altération de ceux-ci est parfois utilisé pour classer les chondrites. Les chondrites contiennent également des métaux libres (fer et nickel), dont le degré d'oxydation et la proportion peuvent également être utilisés comme critères de classification. C'est à cela que correspondent les divisions suivantes : 
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Chondrites Ordinaires
Entre 70 et 80 % des météorites qui atteignent la Terre appartiennent à cette catégorie. Les chondrites ordinaires sont toutes riches en olivine, et secondairement en bronzite (une forme de pyroxène) et en plagioclase, et contiennent des métaux libres, moyennement oxydés, et dont les proportions variables sont la base d'un rangement en trois groupes :  
Type H - La proportion de fer (surtout), de nickel et de sulfure de fer (FeS ou troïlite) peut représente entre 12 et 21 % de la masse de ces météorites, correspondent à presque un tiers des chutes.
Type L - Ces météorites, qui représentent un peu plus du tiers des chutes, contiennent entre 5 et 10% de métaux. Le pyroxène y est surtout présent sous la forme d'hypersthène.
Type LL (ou amphotérites) - Faible teneur en fer métallique (2% environ). Outre de la bronzite et de l'olivine, ces météorites contiennent un peu d'oligoclase. Entre 7 et 8% météorites qui tombent sur la Terre sont de ce type.
Chondrites Carbonacées
Les Chondrites Carbonacées ou Carbonées sont celles qui contiennent les métaux les plus oxydés (pratiquement pas de métal libre). Même si leur constituant le plus marquant reste la plagioclase, ces météorites doivent leur nom à ce qu'elles renferment du carbone en proportions notables, éventuellement sous la forme de composés organiques tels que des acides aminés. On trouve aussi dans ces météorites des inclusions riches en calcium et aluminium, appelées CAI (Calcium-Aluminum-rich Inclusions), et dans lesquelles se rencontrent également d'autres éléments réfractaires rares sur Terre comme le titane.

On pense que les Chondrites Carbonacées proviennent de régions externes de la ceinture principale d'astéroïdes, et sont considérées comme des témoins très primitifs de la nébuleuse solaire. On les rattache aux astéroïdes de type C ou D, classes desquelles sont rapprochés également les deux satellites de Mars, Phobos et Deimos, que l'on a parfois désignés comme les source de ces météorites, du fait de leur relative proximité. Les chutes de météorites de ce type ne dépassent pas les 6%. On range ces météorites en 7 groupes :  

CI (Ivuna, Orgueil).
CM (Mighéï, Murchinson).
CO (Ormans).
CV (Vigarano, Allende).
CK (Karounda).
CR (Renazzo).
CH (ALH 85 085).
Chondrites
à Enstatite
Ces météorites, qui sont les chondrites les moins oxydées, représentent seulement 1% à 1,5 % des chutes. Elles contiennent une proportion importante d'éléments réfractaires, et sont supposées venir des régions internes du Système solaire, où elle sont subit l'effet de températures dépassant les 600 °C. Elles se composent principalement de pyroxène et de plagioclase, ainsi que de quartz et de tridymite. Leur phase silicatée est presque entièrement représentée par de l'enstatite (MgSiO3). Deux subdivisions sont couramment reconnues pour ces météorites : 
EH : Haute teneur en fer métallique (jusqu'à 1/3 de la masse).
EL : Faible teneur en fer (moins de de 12%).
Chondrites du Groupe R
Les deux représentants de ce groupe sont la météorite de Rumuruti. et celle de Carlisle Lake. Riches en olivines, pauvres en métal.
Chondrites du Groupe B
Les chondrites du groupe B correspondent à une division récente. Elle réunit les météorites de Bencubbin, de Weatherford, ainsi que HaH 237 et GRO95551. Riches en FeNi.
Lodranites
ou Acapulcoïtes
Les Lodranites ou Acapulcoïtes ne correspondent en fait qu'à deux chutes connues : la météorite d'Acapulco, et celle de Lodran. Leur composition fait une part égale à l'olivine, au pyroxène et aux métaux. On pense qu'elles proviennent du même corps parent. On les classe aussi parfois parmi les sidérolithes.
On mentionnera aussi : les brachinites (Brachina) parfois classées avec les météorites martiennes de type chassignites.
Les Météorites différenciées
Ces météorites proviennent de corps-parents qui ont subi une certaine évolution et peuvent être considérés comme des échantillons provenant de diverses régions de ces corps. Certaines sont métalliques et sont donc supposées provenir des régions les plus profondes (noyau) de leur corps parent. D'autres sont pierreuses et doivent être originaires de régions supérieurs (manteau, croûte).
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Sidérites
ou
Météorites
Métalliques
Les Sidérites représentent environ 5% des chutes. Elles sont essentiellement composées de fer, sous la forme d'un alliage cristallin avec du nickel. Ces météorites sont comprises comme les débris en provenance de régions les plus profondes de leurs corps-parent. On y voit parfois des analogues de ce que peut être la périphérie du noyau terrestre. On distingue trois classes principales (Octaédrites, Hexaédrites, Ataxites), selon leur structure cristalline, qui est fonction de la teneur en nickel. Des subdivisions peuvent être établies secondairement, selon la teneur en éléments tels que le gallium, le germanium ou l'iridium. Ajoutons qu'une proportion non négligeable de sidérites échappe cependant à cette classification. 
Les Hexahédrites doivent leur nom à ce que leur structure héxaèdrique (cubique) que leur confèrent leurs cristaux de kamacite. Ce sont les sidérites les plus pauvres en nickel, et ne contiennent pas de taénite.

Les Octahédrites, qui renferment aussi bien de la kamacite que de la taénite se distinguent par leur structure cristalline dominée par les octaèdres nés de l'arrangement particulier de la kamacite et de la taénite (structure dite de Widmanstatten, où la kamcite est entourée de fins feuillets de taénite).

Les Ataxites - Ce sont les sidérites les plus riches en nickel. Sans structure apparente, elles sont presque entièrement composées de taénite. La météorite de Hoba (Namibie), qui avec ses 55 tonnes est la plus grosse météorite connue, appartient à ce type.

Sidérolithes
ou
Météorites
Mixtes
Les sidérolithes, peu nombreuses, correspondent à des météorites où se rencontrent en proportions équivalentes des silicates et des métaux (alliages fer-nickel). Elles donnent une idée de ce à quoi peu ressembler, dans les tréfonds de la Terre, la composition de la région frontière entre le noyau et le manteau. On les divise en deux groupes principaux, auxquels on ajoute parfois les lodranites, mentionnées sur cette page parmi les chondrites : 
Les Mésosidérites : ces météorites s'interprètent comme le débris issu d'un impact d'un météoroïde métallique sur la surface d'un astéroïde différencié. Parfois riches en troïlite, elles sont composées principalement d'hypersthène et de plagioclase.
Les Pallasites : ces belles météorites, dont le nom dérive de celui du naturaliste Simon Pallas, sont principalement constituées de cristaux d'olivine pouvant atteindre un centimètre, inclus dans une matrice de fer-nickel. On suppose que ces météorites ont été formées à la frontière noyau-manteau d'un astéroïde différencié.
Achondrites
Pauvres en métal et riches en silicates, elles forment aussi l'une des composantes de la famille des aérolithes. Ces météorites rappellent souvent les roches ignées connues sur Terre, et témoignent de l'existence des processus géologiques qui ont affecté leur corps parent. On y voit des échantillons de matériaux qui sont cristallisés en surface ou à proximité de la surface des corps dont ils ont pu être arrachés et projetés dans l'espace lors d'impacts violents dus à d'autre météorites. La classification qui est faite des Achondrites tend, de façon plus affirmée qu'ailleurs, à regrouper ensemble les météorites supposées de même origine.  
Les Aubrites : parfois aussi qualifiées d'achondrites à enstatite, ces météorites dont on ne connaît qu'une vingtaine d'exemples se distinguent par leur pauvreté en calcium. On y voit généralement des débris d'astéroïdes du type E. Il a également été proposé que les Aubrites proviennent de Mercure.
Le Urélites : bien qu'elles ne soient pas classées parmi les sidérolithes, les Urélites renferment une petite proportion de métaux libres. Cependant elles sont principalement composées d'olivine et d'une part non négligeable de carbone. On y décèle également une présence importante de gaz rares. Tout cela représente un ensemble de caractéristiques qui rend ces météorites plutôt singulières, et explique que leur origine possible est encore à trouver.
Les Météorites
de Vesta
ou HED
Les météorites HED (initiales des noms des trois groupes Howardites, Eucrites et Diogénites dans lesquels on les range) sont supposées - notamment à causes de leurs caractéristiques isotopiques provenir de l'astéroïde Vesta, lui-même aux caractéristiques inhabituelles.
Les Eucrites sont des achondrites basaltiques, relativement riches en calcium. Elles rappellent les laves des volcans terrestres et proviendraient de la croûte basaltique de Vesta.
Les Diogénites sont également des achondrites basaltiques, mais se distinguent des eucrites par leur teneur plus faible en calcium et leur richesse en hypersthène. On suppose qu'elles correspondent à du matériau venu des profondeurs de Vesta (roches plutoniques).
Les Howardites ont une composition qui en fait une sorte de mélange de la matière des eucrites et de celle des diogénites. On y voit des échantillons du régolithe de Vesta.
Les Météorites
Lunaires
Une douzaine de météorites supposés d'origine lunaire sont connues actuellement. Il s'agit de brèches formées lors d'impacts violents de météorites sur le sol de la Lune. On distingue deux catégories selon l'origine présumée : 
Basaltes des Mers : matériau sombre (lave) qui a rempli les plus grands bassins d'impact.

Brèches des continents : matériau clair (anorthosite), en provenance des hautes terres lunaires.

Les Météorites SNC
ou
Martiennes
Il y a actuellement, comme pour les météorites d'origine lunaire présumée, une douzaine de météorites supposées provenir de Mars. L'hypothèse de leur origine martienne repose sur le fait qu'elles partagent avec la surface de la planète rouge certaines caractéristiques : signature isotopique, âge de cristallisation inférieur à 1,4 milliards d'années, etc.

Les météorites martiennes sont également appelées météorites SNC, d'après les initiales des trois principaux groupes (Shergottites, Nakhlites, Chassignites) dans lesquels on les range : 

Shergottites
Le nom provient de la météorite de Shergotty, trouvée en Inde en 1865. Autres exemples : Zagami, ALH77005 et EET79001. Ce sont des basaltes.

Nakhlites
Le nom provient de celui de la météorite de Nakhla, trouvée en Égypte en 1911. Autres exemples : Lafayette, Governador Valadares.

Chassignites
Le nom provient de celui de la météorite de Chassigny, tombée en France en 1815. Autre exemple : Brachina.

ALH 84001
la méteorite ALH84001 forme à elle seule une classe à part. Il s'agit d'un objet qui s'est cristallisé il y a 4 milliards d'années semble-t-il originaire des hautes terres martiennes. La découverte en son sein de microstructures à l'aspect singulier a été interprété par certains chercheurs comme les indices laissés par des micro-organismes fossiles sur Mars. Cette hypothèse ne semble cependant plus être retenue, à cause du chauffage trop important (600 °C) qu'aurait subi la roche lors de sa formation.



 

En librairie - Françoise et Michel Franco, Chercheurs de météorites, Le Cherche Midi, 2001; Jean-Paul Poirier, Ces pierres qui tombent du Ciel, Ed. Le Pommier, 1999; Daniel Benest, Claude Froeschlé, Astéroïdes, météorites et poussières interplanétaires, Eska Editions, 1999; Alain Carion, Les météorites et leurs impacts, Masson, 1997.

Matthieu Gounelle, Les météorites, PUF (QSJ?), 2009.
2130574289
Les météorites sont des pierres tombées du ciel qui proviennent de planètes, de planètes naines, de satellites, d'astéroïdes et de comètes. Si leur chute a marqué toute l'histoire de la Terre, les météorites ont un intérêt scientifique considérable et, depuis une cinquantaine dannée, en plein renouvellement. Elles nous aident à comprendre la formation des systèmes solaires, fournissant ainsi un cadre astronomique indispensable à l'étude de l'apparition de la vie. Elles permettent également de se pencher sur l'évolution géologique des corps célestes les plus massifs. Certaines d'entre elles les chondrites carbonées sont riches en molécules organiques complexes que l'on retrouve dans la biosphère et qui sont parfois qualifiés de briques du vivant. Leur apport sur terre par les météorites aurait-il pu marquer le début des réactions chimiques conduisant à la vie? Depuis l'ère «-suspicieuse-» jusqu'aux recherches les plus contemporaines, cet ouvrage retrace l'histoire naturelle et scientifique de ces échantillons extraterrestres et présente les enjeux de connaissance attachés à leur étude aujourdhui. (couv.).

Michel Maurette, Chasseurs d'étoiles, Hachette / La Villette, 1993.

Claude Allègre, De la pierre à l'étoile, LGF, 2007.
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Pierres tombant du ciel nommées météorites, pierres lunaires rapportées par les astronautes depuis quinze ans déjà, pierres prélevées dans les abysses océaniques, pierres du Groenland ou pierres de feu des volcans islandais, toutes les pierres ont une histoire. Cette histoire débute avec le Big-Bang il y a 15 milliards d'années, se cristallise avec la formation de la Terre et du Soleil il y a 4,5 milliards d'années, se poursuit avec l'apparition de la vie pour donner naissance à notre planète telle que nous la connaissons aujourd'hui. Claude Allègre nous convie ici à une nouvelle vision de l'histoire du monde, fondée sur une discipline encore neuve, les sciences de la Terre, dont il est l'un des meilleurs spécialistes au monde. (couv.)

Pour les plus jeunes : Antonin Masson, Comètes et météorites, Milan, 2001.

En bibliothèque - Muséum d'Histoire Naturelle, Les Météorites, Bordas, 1996. Pour les plus jeunes : Epuisés - O. Wozniak, Yann, Une météorite dans le rétroviseur, Dupuis (BD), 2001; Richard Beugné, Indiana Jones Jr. et la météorite sacrée, Hachette, (Bibliothèque verte), 1999.

Articles : D.W. Sears, Sketches in the history of meteoritics, in Meteoritics, septembre 1975; Paul. M. Sears, Notes on the beginning of Modern Meteoritics, in Meteoritics, juin 1965; Brandon Barringer, Daniel Moreau Barringer (1860, 1929) and his Crater (The beginning of the crater branch of meteoritics), in Meteoritics, décembre 1964.

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