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CHAPITRE 2

Les météorites

 

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Zone de Texte: Fig. 18: Accrétion de la nébuleuse solaire

 

Les premières images détaillées de comètes nous ont été fournies par la sonde Giotto (Fig. 17). Les comètes sont sans doute les objets les plus primitifs que nous puissions connaître. Depuis 4 Ga, elles constituent la mémoire du système solaire.

 

 

 1 - Des petites boules de neige sale

On a longtemps pensé que les comètes, ces petites boules de neige sale, comme les appelait F. Whipple en 1950, avaient été fabriquées aux confins du système solaire lors de la phase d’accrétion à froid de la nébuleuse, à une distance d’environ une année-lumière, dans la ceinture de Kuiper  et qu’elles avaient pu être ensuite dispersées sous l’effet de perturbations gravifiques en un nuage sphérique de rayon comparable, dit « nuage de Oort » (Fig. 18).

Zone de Texte: Fig. 19a : Comète de Halley 
sonde Giotto,1986
 
 On pense de nos jours que le nuage de Oort aurait précédé la ceinture de Kuiper. Les comètes auraient été formées au voisinage des planètes joviennes (paragraphe fractionnement des éléments et des corps), puis ensuite elles auraient été éjectées vers la périphérie du système solaire « au gré des rencontres » gravitationnelles (relire la note infrapaginale n°17 sur le rôle des deux planètes géantes, Jupiter et Saturne), tant dans le plan de condensation du nuage (ceinture de Kuiper), qu’à l’extérieur du plan (nuage de Oort). Ce sont ainsi des milliards de petits morceaux de la nébuleuse primitive qui tournent ainsi autour du Zone de Texte: Tableau 8: Abondances des molécules mères dans les comètes recensées
Molécules    Abondances

H2O
CO
CO2
H2CO
CH3OH
HCOOH
CH4
NH3
HCN
N2
H2S
CS2
OCS
S02
S2	
100
2-20
3
0.03-4
1-8
<0.2
<1?
0.1-1
~0.1
0.02-0.2
~0.2
0.1
<0.3
<0.001
0.05

soleil [1] . A cette distance du Soleil, l'environnement est si froid (quelques degrés K) qu'il a permis aux comètes de conserver leurs éléments volatils depuis leur création. En outre, la taille des comètes qui ont été observées lors de leur passage au voisinage du Soleil ne dépasse pas quelques hectomètres à quelques kilomètres, ce qui garantit aussi qu’elles n’ont pas subi de réchauffement important lors de la phase d’accrétion.

A la suite de perturbations du champ de gravité solaire, probablement provoquées par la proximité d'autres étoiles, les comètes décrochent de leur nuage pour une orbite très excentrique qui les fait passer très près du Soleil. La Terre est, semble-t-il, largement protégée de leurs impacts par les planètes géantes qui créent une perturbation gravitaire suffisante pour détourner nombre de projectiles, comme ceux de juillet 94 sur Jupiter. A chaque révolution, elles subissent un réchauffement, et une fraction de la glace cométaire est sublimée au voisinage du Soleil. La composition des comètes commence à peine à être connue, grâce en particulier à la spectrométrie UV tout d’abord puis IR dans les années 80. Notre atmosphère est largement opaque dans ces longueurs d’ondes et il a fallu mettre au point des méthodes embarquées par les sondes spatiales. La radioastronomie au sol vient compléter cet attirail. Leur connaissance n'a donc largement progressé que durant les toutes dernières décennies, tout particulièrement depuis le passage de la comète de Halley en 1986 (Fig. 19a)

 

  

 2 - La chevelure des comètes

Le dégazage commence à une distance du Soleil (ou température) variable, entre 5 et 15 UA, probablement en fonction de la composition de la glace de la comète. La Zone de Texte: Fig. 19c : Comète de Halley, composition de l’atmosphère  Comète (environ 600 Km3 pour la comète de Halley) s’entoure alors d’une atmosphère très ténue, constituée de molécules appelées mères (tableau 8) que la très faible gravité de l’objet ne pourra retenir. C'est cette atmosphère qui est à l’origine de ce que nous appelons la queue de la comète. Cette chevelure est en fait double. La partie brillante est constituée de grains de poussières (silicates plus métaux) qui, entraînés avec la sublimation, réfléchissent la lumière. Cette première partie de la queue est fortement arquée par le flux de photons (pression de radiation Fig. 19b). La seconde partie est constituée d’ions provenant de la dissociation et de l’ionisation par les UV de molécules de l’atmosphère de la comète. Elle est moins arquée, par les particules chargées du vent solaire, et constituée de molécules dites filles (Fig. 19c). On y a reconnu en premier lieu H et OH, mais aussi nombre de composés carbonés et azotés, tels que CN, CH, CO, CH3O. Zone de Texte: Fig. 19b: queue de la comète Hale-Bopp
 

Tous proviennent de la dissociation de molécules plus complexes dont quelques-unes seulement ont aussi été observées. Outre H2O, citons les molécules HCN (acide cyanhydrique), CH3OH (méthanol), H2CO (formaldéhyde), auxquelles vient s’ajouter H2S. Des raies caractéristiques de C2 et de C3 laissent à penser que des cycles aromatiques devraient aussi être présents dans la glace, avec C2H6O2 (éthylène-glycol) déjà identifié dans la comète Hale-Bopp. Les comètes apparaissent donc constituées de 80% de grains minéraux, entourés de glace (20%) riche en composés organiques. L’origine de ces composés organiques reste à trouver. Sont-ils contemporains de l’épisode d’accrétion? Du nuage interstellaire antérieur? Ces fossiles vivants, témoins de nos origines peuvent avoir eu une importance considérable dans la constitution des atmosphères planétaires. On a en effet de bonnes raisons de penser (cf. Chp. 4.D, « Naissance tourmentée de la Terre ») que le bombardement météoritique et cométaire ne s’est pas arrêté brutalement avec la phase de refroidissement du système solaire, mais que cette accrétion terminale postérieure à la phase T-Tauri a apporté aux planètes déjà formées et différenciées, une sorte de vernis de matériaux précoces et froids, dont de l’eau et du carbone. Le rôle des météorites carbonées hydratées de type Murchison pourraient avoir joué un rôle clef, et nombreux sont ceux qui s’accordent à penser que l’océan terrestre doit énormément à cet épisode « tardif », et peut-être que la vie sur Terre n’aurait pas eu lieu sans cet apport en composés organiques

 

 

 

 

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[1] Dans la ceinture de Kuiper il existe aussi quelques corps de plusieurs centaines de km ( e. g. astéroïde 2001 KX76, 1270 km ; 2002 LM60 "Quaoar", environ 1000 km) qui paraissent très semblables aux gros astéroïdes de la ceinture entre Mars et Jupiter (comme Cérès par exemple). Ont-ils subi une élévation non négligeable de la température ?