Microbilles d’origine extraterrestre et micrométéorites

Recherche et caractérisation de microbilles d’origine extraterrestre et de micrométéorites

Nous venons de démarrer un projet interdisciplinaire entre les laboratoires EPOC (Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux) et LAB (Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux) de l’Observatoire Aquitain des Sciences de l’Univers (OASU). Ces travaux, financés par l’OASU, consistent en la recherche et la caractérisation de microbilles d’origine extraterrestre, c’est à dire de la matière météoritique extraterrestre qui a été arrachée pendant la traversée atmosphérique et qui s’est reformée en bille de taille micrométrique, et de micrométéorites, objet de taille micrométrique qui provient de l’espace interplanétaire. L. Londeix et M. Dobrijevic se sont intéressés aux micrométéorites au cours de leur carrière et le rapprochement géographique des deux laboratoires a permis, lors de discussions, de faire resurgir cet intérêt commun et fédérer leur volonté de s’attaquer ensemble à ce sujet de recherche.

Figure 1 : Image MEB (Microscopie Électronique à Balayage) d’une microbille (sphérules d’ablation) récoltée dans une gravière de Gironde. Cette microbille de 440 μm présente des structures similaires aux sphérules d’ablation de matière météoritique.

L’analyse de la matière extraterrestre, qu’elle soit d’origine cométaire, planétaire ou micro-météoritique, participe à la compréhension de la formation du Système solaire, de l’émergence de la vie sur Terre, de l’existence éventuelle de vies passées ou présentes hors de la Terre… L’étude des chondrites carbonées de type CI et CM montre que ces météorites contiennent une grande diversité de composés, notamment organiques (acides aminés, hydrocarbures, porphyrines, etc.), et qu’une part de la matière météoritique a pu être accrétée sur la Terre primitive dans des conditions permettant la préservation des molécules organiques (Chyba & Sagan, 1992). Malheureusement fragiles, ces météorites sont bien souvent détruites lors de leur traversée de l’atmosphère terrestre et il en existe très peu (Zolensky & Thomas, 1995). En revanche, les micrométéorites, apparentées aux météorites les plus primitives (Brack, 2003) auraient pu représenter une source majeure d’apport de matériel carboné à la Terre primitive (Maurette, 1998). En effet, ces petites particules (10-500 μm) survivent à l’entrée atmosphérique et permet la conservation de son contenu organique.

Les micrométéorites qui ont fait l’objet d’études poussées ces dernières années sont récoltées essentiellement en Antarctique pour éviter la contamination anthropique qui apporte des microbilles de taille et de morphologie assez similaires. Très récemment, une équipe a récolté plus de 500 microbilles d’origine extraterrestre sur des toits de bâtiments en pleine ville (Genge et al., 2016). Leur identification est basée sur leur texture, leur minéralogie et leur composition. Parmi ces microbilles, on trouve des sphérules d’ablation météoritique et des micrométéorites natives.

Figure 2 : Analyse Raman de la microbille de la Figure 1 (nommée LF-017) montrant la présence d’hématite à la surface.

 

Nous avons effectué plusieurs récoltes exploratoires (sur des toits et dans les alluvions d’une gravière) et avons trouvé de nombreuses microbilles. Plusieurs ont des aspects identiques aux sphérules d’ablation météoritique (voir un exemple sur la Figure 1). De la matière est arrachée d’une météorite lors de son réchauffement dans l’atmosphère puis s’agrège pour former une microbille.

Afin de vérifier la faisabilité du projet, nous avons commencé l’étude de leur caractérisation de manière non destructive par observation en microscopie optique, observation en microscopie électronique à balayage (MEB) et par analyse Raman (la spectroscopie Raman permet de caractériser la composition moléculaire et la structure externe d’un matériau). Un premier résultat est présenté sur la Figure 2.

 

 

Nous souhaitons maintenant étendre la récolte de microbilles à différents milieux et effectuer une étude de caractérisation systématique de toutes les microbilles récoltées afin de trouver des critères permettant de les identifier aisément, de les classifier et d’étudier leur origine. Pour cela nous allons observer chaque type de microbille au MEB pour déterminer leur texture. Les billes les plus intéressantes seront montées sur lamelle en verre et polies et nous ferons des analyses Raman pour l’étude minéralogique. Outre le matériel déjà à notre disposition (plusieurs dizaines de microbilles) nous allons étendre  notre prospection à des zones de concentration naturelles, notamment des dépôts glaciaires de type morainique (moraine frontale d’Arudy, 64). Une comparaison avec du matériel anthropique avéré est également prévue. 

 

Contact au LAB : Michel Dobrijevic, Aurélie Le Postollec, équipe Atmosphères et surfaces planétaires (ASP)
Contact à EPOC : Laurent Londeix

Pour en savoir plus :  Chyba & Sagan, 1992
                                     Zolensky & Thomas, 1995
                                     Brack, 2003
                                     Maurette, 1998
                                     Genge et al., 2016