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COLLECTION FONDÉE PAR PAUL ANGOULVENT

Dominique Lecourt, La Philosophie des sciences, no 3624.

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Matteo Smerlak, Les Trous noirs, no 4003.

Françoise Combes, Le Big Bang, no 4123.

Jean Audouze, Les 100 mots de l’astronomie, no 4171.

ISBN 978-2-7154-1300-9

ISSN 0768-0066

Dépôt légal – 1re édition : 2009
3e édition corrigée : 2022, octobre

© Presses Universitaires de France / Humensis, 2022

170 bis, boulevard du Montparnasse, 75014 Paris

Ce document numérique a été réalisé par Nord Compo.

Avant-propos

Les météorites sont des pierres tombées sur Terre depuis le ciel. Elles ont l’âge du système solaire et sont les objets les plus anciens pouvant tenir dans une main d’homme. Elles sont à la fois des signes mystérieux nous invitant à embrasser dans un même regard la terre et le ciel et des objets de science qui, étudiés avec les instruments les plus sophistiqués, offrent une fenêtre ouverte sur la recherche contemporaine. Cette conjugaison entre passé et présent, entre histoire naturelle et recherche de pointe, fait des météorites des objets à nuls autres pareils.

L’étude des météorites a pris le nom de cosmochimie1 en français, et de meteoritics en anglais. Parmi les enjeux scientifiques de la cosmochimie, on compte l’interaction des corps extraterrestres avec la biosphère, la formation de notre système solaire, l’évolution géologique des corps célestes ou encore l’origine de la vie sur Terre.

L’ambition de cet ouvrage est de présenter le double visage des météorites : naturaliste et scientifique. Il m’a fallu parfois simplifier ou passer sous silence certains des débats les plus animés de la recherche contemporaine. Peut-être est-ce une façon de les remettre à leur juste place. Tout au long de la rédaction, je me suis heurté à la difficulté d’écrire un livre sur les météorites sans pouvoir utiliser d’images : il a fallu s’accommoder des seuls mots, et se passer des visions éclairantes de l’intérieur des météorites ou de la surface des corps célestes.

Les lignes qui précèdent ont été écrites en 2009, à l’occasion de la première édition de ce livre. Que sont quelques années au regard des 4,56 milliards d’années qui nous séparent des premiers instants de la formation du système solaire ? Peu de chose. Et pourtant, l’idée que nous nous faisons de notre histoire a, depuis la première édition de ce livre, imperceptiblement mais résolument changé.

La nouveauté vient d’abord du ciel. Il ne fait désormais plus de doute que toutes les étoiles sont entourées d’un cortège de planètes. Notre histoire est donc aussi celle des autres systèmes solaires, même si la complexité des processus mis en jeu lors de la formation planétaire laisse une place immense à l’infinité des mondes.

Depuis 2009, le nombre de météorites a presque triplé en raison du développement des campagnes de collecte en Antarctique et dans les déserts chauds. Les missions spatiales de retour d’échantillons ou d’observation ont rendu visibles et tangibles de nouveaux corps célestes. La variété des astéroïdes et des comètes, dont proviennent les météorites, est désormais admise ; elle se trouve à l’origine de la planétodiversité observée ici comme ailleurs.

Une ligne de partage autrefois bien établie se fissure peu à peu : celle qui distingue les échantillons « primitifs », c’est-à-dire les chondrites, de tous les autres. Les chondrites se seraient formées plus tard que certains corps différenciés dont seul le cœur demeure. Si les briques des planètes sont des corps massifs tôt formés par effondrement gravitationnel, se pourrait-il que les chondres ne soient qu’un produit tardif et anecdotique de notre disque protoplanétaire ? L’avenir nous l’apprendra, tout comme il nous dira si les nouveaux modèles d’apport des radioactivités éteintes, qui font de notre système solaire un objet banal, sont corrects.

La seconde édition (2017) avait bénéficié des conseils d’Olivier Chaumelle, Kagumi Saito, Jean-Alix Barrat, Jérôme Gattacceca, Alessandro Morbidelli et Mathieu Roskosz. Elle avait été l’occasion de faire le point sur les progrès de la cosmochimie depuis 2009. Pour ce qui est de la présente édition, quelques approximations ont été corrigées et les abondances des météorites ont été mises à jour.

1. Les mots en gras sont des mots-clés ; ils permettent au lecteur abordant le livre avec des questions préalables de trouver facilement, du moins est-ce notre souhait, des éléments de réponse.

CHAPITRE PREMIER
Éléments de planétologie et de cosmochimie

I. – Définitions liminaires

Les météorites sont des pierres tombées du ciel de taille supérieure au millimètre. La plus grosse météorite est la météorite de Hoba (Namibie) découverte en 1920 et pesant environ 60 tonnes. Les micrométéorites ont des tailles comprises entre le micromètre (millionième de mètre) et le millimètre. On distingue les chutes, météorites dont l’arrivée sur Terre a été observée, des trouvailles, météorites trouvées soit par hasard, soit à la suite de campagnes systématiques de recherche (voir ici).

Les chutes et les trouvailles prennent le nom du toponyme le plus proche de la découverte. Cette règle ne vaut cependant pas pour les météorites trouvées dans les zones d’accumulation comme le Sahara ou l’Antarctique, en raison de leur grand nombre. Les météorites trouvées dans le désert saharien sont désignées par un nom du type NWA 352, qui identifie la 352e météorite déclarée provenant de l’Afrique du Nord-Ouest (NWA pour North West Africa). Pour ce qui est des météorites trouvées en Antarctique, la nomenclature met l’accent sur la région et l’année de la trouvaille. ALH 84001 est par exemple la première des météorites trouvées par l’expédition américaine à proximité des montagnes Alan Hills lors de la campagne 1983-1984 (fig. 1).

Fig. 1. – Continent antarctique

Différents lieux de collecte de météorites et de micrométéorites sont indiqués : ALH : Alan Hills ; CP : Cap Prudhomme ; DC : Dôme C ; EET : Elephant Moraine ; FRO : Frontier Mountains ; GRA : Graves Nunataks ; PCA : Pecora Escarpment ; PAT : Patuxent Range ; QUE : Queen Alexandra Range. Les sites s’étendant de Frontier Mountains à Pecora Escarpment définissent une ligne imaginaire suivant la chaîne de montagnes transantarctiques.

Pour être officiellement reconnu comme une météorite, un objet doit être caractérisé par une équipe scientifique qualifiée. Il sera déclaré auprès de la Meteoritical Society qui édite chaque année le Meteoritical Bulletin recensant annuellement les nouvelles météorites. Vingt grammes (ou 20 % pour une météorite de moins de 100 g) de l’échantillon doivent être déposés auprès d’une institution scientifique et représentent le spécimen type.

II. – Éléments de planétologie

Le système solaire se définit comme l’ensemble des corps en révolution autour du Soleil, objet le plus massif du système solaire. Notre Soleil est une étoile banale, de type G, et de masse1 3 × 10³² g. La taille du système solaire est de l’ordre de quelques centaines d’unités astronomiques2, alors que l’étoile la plus proche, Proxima du Centaure, est située à 260 000 UA. Le système solaire est donc isolé par rapport aux autres étoiles de notre Galaxie, tout comme notre Galaxie est isolée des autres galaxies.

Le système solaire contient huit planètes (Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune). Les satellites sont des corps en révolution autour d’une planète. Un satellite peut être de forme sphérique ou irrégulière. Pluton et d’autres corps de forme sphérique, mais qui ne sont pas assez massifs pour avoir dynamiquement éliminé tous les corps autour d’eux, sont appelés des planètes naines3...