Des ambassadeurs de pierre de l'astéro?de Vesta
Des chercheuses de l'ETH ont daté des météorites et ont ainsi résolu le mystère de leur origine et de leur formation : les pierres ont plus de 4,5 milliards d'années et proviennent de Vesta, le deuxième plus grand astéro?de de la ceinture principale.
Lorsque notre soleil était encore une jeune étoile, un disque circulaire de gaz et de poussière s'est formé autour de lui. Avec le temps, la poussière s'est agglomérée. Des morceaux se sont formés, sont entrés en collision avec d'autres, ont absorbé leur masse et ont continué à cro?tre. C'est à partir de tels morceaux que se sont formées les planètes rocheuses actuelles, Mercure, Vénus, la Terre et Mars, mais aussi des centaines de milliers d'astéro?des, qui forment la ceinture principale d'astéro?des entre Mars et Jupiter. Parmi les plus grands astéro?des connus de la ceinture principale figurent la planète naine Cérès et l'astéro?de Vesta.
Les collisions entre astéro?des ont toujours entra?né la projection de débris dans l'espace, qui sont ensuite retombés sur la Terre sous forme de météorites. Ces pierres offrent un aper?u unique des premiers temps de notre système solaire et permettent aux scientifiques de déterminer différents types d'astéro?des.
Ce que l'on appelle les mésosiderites sont particulièrement intéressantes pour la recherche. Ces météorites sont composées de fragments de roches silicatées et de métal, généralement du fer et un peu de nickel. Les deux composants présentent une structure désordonnée. Les scientifiques estiment donc qu'ils doivent provenir d'un "astéro?de différencié", c'est-à-dire d'un corps céleste de ce type qui disposait autrefois d'une cro?te, d'un manteau et d'un noyau liquide. Les fragments appartiennent donc à la cro?te, le métal provient du noyau. Le fait que les deux composants aient pu se mélanger et se former en une roche compacte indique que l'astéro?de est entré en collision avec un autre.
Les scientifiques se demandent toutefois toujours comment et quand les mésozo?dites se sont formées. De plus, il n'a guère été possible jusqu'à présent d'attribuer de telles météorites à un astéro?de précis.
Les météorites plus vieilles que la Terre
Des chercheurs du groupe de Maria Sch?nb?chler, professeure à l'Institut de géochimie et de pétrologie de l'ETH Zurich, ont déterminé l'?ge de cinq mésosiderites gr?ce à des mesures très précises de la teneur en plomb et en uranium de zircons provenant de telles météorites. Les zircons se forment dans les chambres magmatiques. Ils sont extrêmement robustes et se prêtent donc à la datation des roches dans lesquelles ils sont enfouis.
La datation et la détermination de la composition chimique des mésosiderites ont finalement permis aux collaborateurs de Sch?nb?chler, Makiko Haba et J?rn-Frederik Wotzlaw, d'attribuer ces pierres venues de l'espace à un astéro?de, et plus précisément, comme on le pensait, au grand astéro?de Vesta. Leurs résultats viennent d'être publiés dans la revue spécialisée "page externeNature Geoscience" publié.
Les chercheurs de l'ETH ont daté deux générations de zircons des mésozo?dites à environ 4,56 et 4,52 milliards d'années. Les zircons les plus anciens proviennent de roches silicatées qui se sont formées lorsque la surface de Vesta s'est progressivement refroidie et solidifiée. La génération plus récente, en revanche, témoigne d'un tir violent en rase-mottes par un autre astéro?de, qui a ouvert une grande brèche jusqu'au noyau liquide. Les débris de différentes zones se sont envolés dans l'espace, mais se sont pour la plupart redéposés à l'endroit opposé de l'impact en raison de la gravité de Vesta. Cela a entra?né un épaississement local de la cro?te de Vesta et un mélange de ses différents composants.
Travail de détective par "Dawn
Mais comment les chercheurs de l'ETH ont-ils identifié Vesta comme origine de ces météorites ? "En règle générale, il est très difficile, voire impossible, d'attribuer des météorites à certains astéro?des d'origine", explique Sch?nb?chler.
Les chercheurs n'ont pas seulement découvert Vesta gr?ce aux datations et à la composition chimique des mésosiderites étudiées. Les données d'observation de la sonde spatiale "Dawn" de la Nasa pointent également vers cet astéro?de.
Lors de son voyage vers la planète naine Cérès, "Dawn" a tourné plusieurs fois autour de Vesta et a notamment étudié sa surface. Cela a permis d'obtenir des informations sur les roches qui s'y trouvent. Les photos du p?le sud de Vesta montrent en outre un épaississement de la cro?te et deux cratères d'impact récents. Longtemps après le dép?t des matériaux de collision, de petits astéro?des s'y sont écrasés et ont projeté des morceaux dans l'espace, qui ont très probablement atterri sur Terre sous forme de météorites et ont finalement pu être étudiés en profondeur dans le laboratoire de Sch?nb?chler.
Référence bibliographique
Haba MK, Wotzlaw J-F, Lai Y-J, Yamaguchi A, Sch?nb?chler M. Formation de mésosiderites sur l'astéro?de 4 Vesta par une collision hit-and-run, Nature Geoscience (2019), publiée le 10 juin 2019, doi : page externe10.1038/s41561-019-0377-8