La structure et la composition des météorites

La structure et la composition des météorites

© David A. Kring
World Wide Web Edition

Puisque les météorites se sont formées par une variété de processus sur de nombreux corps planétaires différents, elles peuvent avoir des propriétés physiques et chimiques sensiblement différentes. Certaines météorites, en particulier les chondrites primitives, sont tout à fait différentes de tout autre type de roche trouvée sur Terre et peuvent être facilement identifiées. Cependant, d’autres météorites, notamment les achondrites, ont été produites par les mêmes types de processus ignés que ceux qui se produisent sur Terre et peuvent être très difficiles à reconnaître. Pour illustrer les variations de leurs propriétés, de brèves descriptions des différents types de météorites sont données dans cette section.

Chondrites primitives

Ces types de météorites ont généralement une croûte de fusion gris foncé ou noire et un intérieur gris plus clair. Trois composants structurels de base peuvent être visibles sur les surfaces brisées. Le plus important d’entre eux est sans doute les chondres. Sur une surface brisée, des parties de ces corps globulaires de taille millimétrique peuvent dépasser et ressembler à de minuscules œufs à moitié enterrés. Les chondres sont immergés dans le deuxième composant des chondrites primitives, qui est un matériau à grain fin, souvent mou, poreux et gris, comme du graphite spongieux, appelé matrice. Les chondrites ordinaires non équilibrées sont dominées par les chondres (jusqu’à 80 % en volume), tandis que les chondrites carbonées et enstatites contiennent beaucoup moins de chondres (jusqu’à 30 % en volume) et, dans certains cas, sont entièrement constituées de matériau matriciel. Les chondres et le matériau de la matrice sont dominés par les minéraux olivine et pyroxène (ou leurs produits d’altération). Comme ces minéraux ont des densités similaires à celles de la plupart des minéraux de la croûte terrestre, les chondrites primitives ne sont pas exceptionnellement lourdes pour leur taille. Cependant, elles peuvent contenir de petits grains de métal dispersés qui apparaîtront comme des taches brillantes sur une surface polie ou brisée. Ces grains de métal sont particulièrement évidents dans certaines chondrites ordinaires non équilibrées.

Dalle d’Allende Allende est une chondrite carbonée qui est tombée à Chihuahua, au Mexique. La plupart des objets gris clair visibles dans cette dalle sciée sont des chondres de taille millimétrique, tandis que les objets blancs plus grands sont des inclusions réfractaires ; les deux sont noyés dans un matériau matriciel noir. Cette chondrite primitive est tombée quelques mois seulement avant que les astronautes d’Apollo 11 ne se posent sur la Lune, offrant une occasion unique aux scientifiques de tester plusieurs des techniques analytiques qu’ils avaient développées pour étudier les échantillons lunaires.

Le troisième composant des chondrites primitives sont les inclusions réfractaires. Certains de ces objets sont sphériques, comme les chondres, mais généralement ils n’ont pas de forme bien définie et sont donc appelés amiboïdes. Les inclusions réfractaires contiennent des minéraux de couleur plus claire, comme le feldspath (qui est également un minéral majeur dans les granites terrestres de couleur claire), de sorte qu’elles ressemblent souvent à des taches blanches noyées dans la matrice grise. L’abondance des inclusions réfractaires dans les chondrites primitives varie ; elles sont presque totalement absentes dans les chondrites ordinaires et enstatites non équilibrées, mais elles peuvent représenter jusqu’à 15 % en volume des chondrites carbonées.

Chondrites équilibrées

La plupart des chondrites équilibrées sont liées aux chondrites ordinaires primitives ; seules quelques-unes sont liées aux chondrites carbonées ou enstatites primitives. Bien que les chondrites ordinaires primitives soient généralement grises, une fois qu’elles ont été métamorphosées à l’état équilibré, elles peuvent apparaître blanc cassé, et sont parfois légèrement teintées d’orange ou de jaune. Par contre, si elles ont été choquées par des processus d’impact à la surface d’un astéroïde, elles peuvent être assez sombres. La croûte de fusion, si elle n’est pas fraîche, est souvent orange rouille. La quantité de métal dans ces échantillons varie, et dans certains échantillons très altérés, elle peut avoir complètement disparu. Ces échantillons peuvent ressembler à des grès terrestres. Lorsqu’ils sont frais, cependant, on peut voir du métal brillant dispersé dans la roche, et dans certains cas, concentré dans des veines.

Bien que ces types de météorites contiennent du métal, ils sont dominés par l’olivine, le pyroxène et le feldspath. Ainsi, leur densité reste comparable à celle de nombreuses roches terrestres. Les caractéristiques les plus importantes qui distinguent ces météorites des roches terrestres sont leur croûte de fusion et la présence d’alliages fer-métal.

Chondrites ordinaires équilibrées et non équilibrées Beenham (Nouveau-Mexique), la chondrite ordinaire non équilibrée sur la droite, a un intérieur gris tacheté constitué principalement de chondres ; des taches argentées brillantes de métal peuvent également être vues. Khohor (Uttar Pradesh, Inde), la chondrite équilibrée métamorphisée à gauche, a un intérieur blanc qui contraste fortement avec sa croûte de fusion sombre.

Une nouvelle chondrite ordinaire trouvée près de Tucson, Arizona Cette chondrite ordinaire partiellement équilibrée est appelée Snyder Hill. Le contraste entre l’intérieur gris clair et la croûte de fusion noir de jais qui entoure l’échantillon est net.

Météorites de fer

Contrairement aux chondrites primitives et aux chondrites équilibrées, les météorites de fer sont des spécimens très denses et non poreux, et sont donc beaucoup plus lourdes que la plupart des roches de taille comparable trouvées dans la croûte terrestre. Les météorites de fer ont également des intérieurs de couleur argentée métallique. Ces météorites sont bien connues parce que le fer métallique se cristallise souvent en plaques entrecroisées, connues sous le nom de motif de Widmanstätten d’après le nom d’un comte autrichien qui fut l’un des premiers à les décrire. Cependant, ce motif n’est pas couramment remarqué dans les échantillons, à moins qu’ils n’aient été gravés chimiquement en laboratoire.

La croûte de fusion sur ces objets est généralement un revêtement brun très fin. On confond souvent la magnétite terrestre avec les météorites de fer, car elle est également lourde par rapport à la plupart des autres roches terrestres et présente une surface noire à brun violacé. Cependant, les échantillons de magnétite terrestre ont un intérieur noir à brun violacé, contrairement à l’intérieur argenté des météorites de fer. Les météorites de fer ont aussi souvent des surfaces festonnées ou cannelées (comme des empreintes de pouce pressées dans l’argile) qui sont produites par l’ablation (chauffage par friction sévère de la surface, mais pas de l’intérieur, des météoroïdes) lorsqu’elles ont pénétré dans l’atmosphère terrestre.

Pallasites

Ces types de météorites sont des mélanges de matériaux métalliques et silicatés, qui s’altèrent à des rythmes différents, et donc la surface de ces météorites peut changer avec l’âge. Lorsqu’elles sont fraîches, elles présentent souvent une croûte de fusion lisse, brune à noire, semblable à celle qui entoure les météorites de fer ou les achondrites. Cependant, la surface des chutes plus anciennes peut être assez bosselée en raison de l’altération différentielle et tachetée de couleurs orange et jaune rouille. En raison de la grande quantité de métal dans les pallasites, elles sont plus lourdes que la plupart des roches terrestres de taille similaire.

Les surfaces fauchées des pallasites sont facilement identifiables, en raison de leur réseau complexe de cosses cristallines vertes, jaunes ou brunes d’olivine entourées d’une matrice fer-métal de couleur argentée brillante.

Achondrites

Les échondrites, y compris les SNC, sont les spécimens les plus difficiles à différencier des roches terrestres car elles se sont formées sur des corps où les mêmes processus qui opèrent sur Terre se sont produits. Par conséquent, leurs assemblages de minéraux, leurs densités et leurs textures sont similaires à ceux des roches terrestres. Une croûte de fusion intacte est le meilleur critère pour identifier les candidats pour des études futures.

Certaines achondrites sont des brèches et donc leurs intérieurs peuvent être constitués d’un mélange de clastes angulaires clairs et foncés. Un groupe apparenté d’achondrites, appelé mésosidérites, est bréchique et métamorphosé. Ce dernier groupe de météorites est souvent regroupé avec les pallasites sous l’appellation de météorites pierre-fer, car le métal qu’elles contiennent s’est coagulé en grandes taches argentées dans un intérieur silicaté autrement gris à brun.