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Météorites et bronzage

Tout comme on peut dire, où son ami a passé ses vacances, en se basant sur le bronzage de sa peau, les scientifiques peuvent dire où et combien de temps les météorites ont voyagé dans l’espace. Comme l’ami en question, les météorites ont été exposées au rayonnement solaire, celui-ci laissant des empreintes particulières sur leur couche extérieure. Antoine Roth, postdoc à l’ETH Zurich et membre de PlanetS, a développé avec ses collègues des nouvelles techniques analytiques, pour détecter ces empreintes et reconstruire le voyage spatial des météorites.

Météorite Jiddat al Harasis 466. (Photo: Antoine Roth)

La petite pierre discrète qui a été analysée avec un équipement de haute technologie s’appelle Jiddat al Harasis 466. Elle a parcouru un long chemin avant d’entrer dans l’atmosphère terrestre et d’atterrir dans le désert d’Oman. «Nous pensons que Jiddat al Harasis 466 a été formée il y a 4 millions d’années des restes d’un éclatement de blocs plus gros, situés dans la ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter», explique Antoine Roth, de l’Institut de géochimie et de pétrographie de l’EPF de Zürich. Puis, après un transfert rapide de la ceinture d’astéroïdes à la Terre, elle a été intensément chauffée pendant la rentrée dans l’atmosphère et a perdu beaucoup de matière. Ce qui était à l’origine une pierre, avec un rayon de 2 cm, s’est terminé comme une météorite de 1 cm.

Jiddat al Harasis 466 est l’une des 25 petites météorites qu’Antoine Roth a choisies pour son étude publiée dans la revue «Météorites et Science Planétaire». Pour en savoir plus sur l’histoire des échantillons, il a cherché la présence de néon. Ce gaz noble peut être produit par le rayonnement solaire. Celui-ci peut, par exemple,  fractionner les atomes de magnésium contenus dans la roche. Connaissant la quantité de néon produite par les rayons solaires, les scientifiques peuvent déterminer à quelle distance du soleil et pendant combien de temps une météorite a voyagé dans l’espace. «C’est comme dire si vos amis ont passé leurs vacances sur une plage ensoleillée ou dans une ville froide, grâce à leur bronzage», explique Antoine Roth.

Auparavant, le néon produit par les rayons solaires était uniquement observé dans des météorites martiennes, mais pas dans des chondrites ordinaires, provenant de la ceinture d’astéroïdes. «Cela peut être le résultat d’un biais d’échantillonnage», suppose Antoine Roth. «Le néon produit par le rayonnement solaire est mieux préservé dans les météorites ayant déjà de petits rayons avant de pénétrer dans l’atmosphère – et ces petites météorites sont seulement analysées, si elles  appartiennent à des classes inhabituelles ou rares.»
Les rayons solaires pénètrent seulement de quelques centimètres dans la matière rocheuse. C’est pourquoi le néon des grands échantillons disparaît, quand la météorite est «pelée», lors de son entrée dans l’atmosphère, contrairement à celui présent dans le centre des petits échantillons et qui reste préservé

Campagne de recherche de météorites à Oman coordonné par le Musée d’histoire naturelle de Berne. (Photo: Beda Hofmann)

En cherchant des petites météorites, le scientifique a trouvé une riche collection au Musée d’histoire naturelle de Berne qui a coordonné plusieurs campagnes de recherche de météorites à Oman. En utilisant un laser infrarouge et un spectromètre de masse à l’Université de Berne, les chercheurs ont pu extraire le néon des échantillons et mesurer les concentrations isotopiques nécessaires pour déterminer la proportion des gaz nobles provenant des rayons cosmiques solaires par rapport à ceux provenant des rayons cosmiques galactiques. Pour analyser les données mesurées et calculer le taux de production réel, Antoine Roth et ses collègues ont développé un nouveau modèle physique. Il prédit également la distance moyenne au soleil à laquelle la météorite a été irradiée.

Résultat,  Antoine Roth a trouvé du néon produit par le rayonnement solaire dans quatre des 25 chondrites étudiées. Certains parmis les échantillons qui ne contiennent pas le gaz noble recherché faisaient probablement partie d’une plus grande pierre qui s’est effondrée, lors de son entrée dans l’atmosphère terrestre. «Nos données indiquent que le néon produit par le rayonnement solaire ne se limite pas aux météorites martiennes», conclut le membre de PlanetS. Dans une prochaine étude, il analysera les météorites de l’Antarctique recueillies par la NASA. Des cailloux assez faciles à obtenir, bien qu’ils soient détruits pendant l’analyse, puisqu’il n’a besoin que de petits échantillons pesant moins de dix grammes.

Reference: Antoine Roth et al.: «Neon produced by solar cosmic rays in ordinary chondrites», Meteoritics & Planetary Science.
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/maps.12868/full

Contact:
Dr. Antoine Roth
ETH Zürich, Switzerland
antoine.roth@erdw.ethz.ch

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