Les micrométéorites

Le Système Solaire
Saturne
Jupiter
Terre
Neptune
Soleil
Uranus
Mercure
Pluton
Venus
Mars
Planètes pierreuses
Planètes géantes (gazeuses)
+ les satellites des planètes
+ ….?
Ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter)
Comètes en
provenance du
système solaire
externe
Astéroïdes et comètes : des archives de la
formation du système solaire,
il y a 4,5 milliards d’années ?
Vue d’artiste (Nasa Web )
Les météorites sont arrachées des astéroïdes par collisions
Les micrométéorites
• Poussières : ~1 mm à ~1 millième de mm
• Les micrométéorites viennent des comètes et des
astéroïdes...
• Flux : ~ 30 000 tonnes/an
– ~ 1 micrométéorite m-2.an-1
– 1000 x le flux de météorites (seulement ~10 tonnes par an)
Comète Hale-Bopp
Astéroïde Gaspra
5 km
Problématique
Etude des micrométéorites :
- Que nous apprennent-elle sur la formation du système
solaire ?
- Ont-elle joué une rôle dans l’apparition de la vie sur
Terre?
>> Collectes de micrométéorites aux pôles
>> Analyse de leur composition chimique et isotopique
>> Comparaison à des modèles de formation du système
solaire et de la Terre
Collectes terrestres de micrométéorites
•1981 & 1984 : les collectes groenlandaises (CSNSM)
M. Maurette, C. Hammer et al. (1987) Nature
Premières micrométéorites
non-fondues
• 1988-1998 : collection côtières
en antarctique (glace)
1
mm
M. Maurette et al.,
al., Nature (1991), 351,
351, 44-47.
• 2000-02-06 : Collections
centrales antarctiques (neige)
Station Concordia à Dôme C
Collection : fonte/filtration de la neige
à la base Concordia
Les filtres sont préexaminés sur le terrain
La neige est fondue dans un
fondoir inox à double cuve
Vues au microscope de micrométéorites
IDPs
(NASA)
MMA CONCORDIA
(CSNSM)
Analyse chimique et isotopique des
micrométéorites par imagerie optique
H
D
C
Si
O
Al
30 μm
(Aléon et al., 2001)
Principe de fonctionnement
1. On bombarde la micrométéorites avec des particules
très rapides
-> ionisation et arrachage des atomes à la surface
(perte ou gain d’ électrons)
+
+
++
Faisceau intense de particules
+
+
+
+ Ions arrachés
+
micrométéorite
Analyse isotopique (en masse)
Microsonde ionique du CSNSM
Principe de fonctionnement
2. On envoie les ions dans un spectromètre de masse dans
lequel ils sont soumis à des champs éléctriques
(accélération) et magnétiques (courbure de la trajectoire)
-> tri des ions suivant leur masse, donc suivant leur
composition isotopique
acceleration
+
+
+
+
courbure
Comptage des ions suivant leur position masse
Illustration : présence d’oxygène
Quantité
106
105
OH-
104
103
O-
17
102
10
1
16.9960 16.9980 17.0000 17.0020 17.0040 17.0060
Masse
VAMOS
Cible
s
f
i
ct
a
io
d
a
r
ux
a
y
o
N
Identification des noyaux produits
Noyaux stables
Quelques conclusions
1. Les micrométéorites sont les témoins de la formation du
système solaire (comme les astéroïdes et les comètes)
2. Aux pôles, elles sont tres peu altérées, donc
représentatives de la composition du système solaire à
ses débuts
3. Leur analyse chimique et isotopique permettra de
mieux comprendre comment l’univers s’est formé (et
peut-être comment la vie est apparue sur Terre)
4. Les techniques d’analyses sont proches de celles
utilisées pour identifier les noyaux radioactifs, dont l’
étude permet de mieux comprendre l’évolution de
l’univers