De l'Antarctique au désert de l'Atacama, la quête de la matière extraterrestre

Après avoir rapporté en 2006 une collecte exceptionnelle de micrométéorites en provenance d'un gisement découvert fortuitement dans la chaîne Transantarctique (Antarctique), dont ils publient les premiers résultats cette semaine dans la revue PNAS avec leurs collègues italiens (MNA Siena), les chercheurs du CEREGE (INSU-CNRS, Aix-Marseille Université) reviennent, cette fois-ci, du désert d'Atacama, chargés d'une nouvelle collecte abondante de micro- et macro- météorites. Il s'agissait d'une expédition effectuée dans le cadre d'une coopération franco-chilienne (CNRS-CONYCIT) avec l'Université du Chili à Santiago.

Les micrométéorites sont de petites particules d'origine extraterrestre dont l'étude est primordiale pour la compréhension de la matière extraterrestre puisqu'elles constituent l'essentiel, en masse, du flux de matière arrivant de l'espace sur notre planète. Les micrométéorites sont le plus souvent collectées en fondant la glace ou la neige de l'Antarctique, mais depuis quelques années, les chercheurs d'Aix-Marseille ont conduit leurs pas et leurs méthodes sur les contreforts de la chaîne andine, dans le désert d'Atacama.

Les micrométéorites des Monts Transantarctiques (publication PNAS)

La collection rapportée d'Antarctique en 2006, lors d'une expédition du programme Antarctique italien (PNRA) dirigée par L. Folco à laquelle participait P. Rochette au sommet d'une montagne située au milieu de la calotte Antarctique, provient d'un nouveau type de piège à micrométéorites, découvert fortuitement en 2003 grâce à l'utilisation d'un capteur magnétique. Il s'agit d'anfractuosités de la surface granitique où a pu s'accumuler la précieuse matière extraterrestre, ce qui a permis de rapporter une collection de micrométéorites dépassant de plusieurs ordres de grandeur en nombre tout ce qui a été ramené jusqu'à présent d'Antarctique du fait de la durée d'accumulation des poussières extraterrestres sur cette surface estimée à environ un million d'années. L'étude de la taille, des caractéristiques chimiques et minéralogiques de ces particules montre l'absence de biais importants de conservation qui auraient pu être causés par l'érosion éolienne ou l'altération.

Cette collection Antarctique contient environ un million de particules extraterrestres de taille supérieure à 100 µm, et 3 500 particules de taille supérieures à 400 µm (allant jusqu'à deux mm). Les « micrométéorites géantes » permettront d'effectuer des mesures impossibles à effectuer sur les petites particules et d'étudier la transition entre météorites et micrométéorites : deux populations d'objets extraterrestres souvent présentés comme provenant respectivement d'astéroïdes ou de comètes.

Différents types d'objets ont été répertoriés :

• des micrométéorites non fondues contenant plusieurs chondres (des « billes » fondues dans la nébuleuse proto-planétaire) et correspondant manifestement à des chondrites dites « ordinaires » (le type le plus commun de météorites non différenciées, en provenance de petits astéroïdes) ;
• des billes de verre terrestre, microfragments d'un impact géant survenu à proximité de l'Indochine, à onze mille kilomètre du site de prélèvement, il y a huit cent mille ans !
• enfin de grosses particules identiques à celles (beaucoup plus petites) retrouvées dans la carotte de glace EPICA à la profondeur correspondant à quatre cent soixante mille ans. Ces particules, d'un type jamais observé auparavant, signent un événement cosmique majeur et encore inconnu.

L'abondance et la durée pendant laquelle cette matière extraterrestre s'est accumulées - près d'un million d'années- laissent augurer de la découverte d'autres phénomènes nouveaux et d'autres types de micrométéorite, liés à des variations temporelles brutales ou graduelles du flux de matière extraterrestre.

Expédition Franco-Chilienne dans le désert d'Atacama

Le désert de l'Atacama (Andes) étant potentiellement un site nouveau de collecte de matière extraterrestre, les chercheurs du CEREGE y ont effectué trois expéditions avec leurs collègues Chiliens. La dernière s'est achevée en octobre dernier. Lors de ces trois campagnes, 34 météorites différentes ont été récoltées pour un total d'une dizaine de kg. Ce qui dépasse la totalité de la collection antérieure de météorites pierreuses du Chili.

Une météorite rare a été rapportée : il s'agit d'une chondrite carbonée de type CO₃ dont seulement six autres exemples ont été trouvés en dehors du Sahara et de l'Antarctique. Outre l'intérêt pour l'étude de la matière extraterrestre, ce travail permet d'aborder de manière originale l'âge des surfaces du désert de l'Atacama, estimé en fonction du nombre de météorites retrouvées par km². Cet âge apparaît plus grand que pour le Sahara, du fait de l'absence de période humide à l'époque glaciaire. L'équipe a aussi collecté des sols pour en déterminer leur contenu en micrométéorites et vérifier la proportionnalité attendue entre le nombre de météorites et de micrométéorites récoltées par unité de surface. Cette méthode, beaucoup plus rapide que la collecte de météorites en nombre statistiquement suffisant, permettra de guider les futures expéditions et de mieux comprendre la géomorphologie de l'Atacama.

Ces missions ont été l'occasion de former la première spécialiste chilienne des météorites (Millarca Valenzuela), et d'instaurer une collecte de météorites « éthique » puisque les masses principales resteront dans une collection académique du Chili.

Contact(s):

• Pierre Rochette, CEREGE
  rochette [at] cerege [dot] fr, 04 42 97 15 62
• Jérôme Gattacceca, CEREGE
  gattacceca [at] cerege [dot] fr, 04 42 97 15 08

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