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- mise à jour le 6
Octobre 2007
rev1
- corrigé/complété par le
conférencier le 26 Oct 2007
(parag formation de la Terre)
- vidéo de la conférence par le
CERIMES disponible sur le site (le CERIMES propose aussi toutes les
vidéos des conférences IAP) : http://www.cerimes.fr/index.php?page=fiches&op1=view,222779,13,7,262
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- CONFÉRENCE
"LES ÉTOILES FILANTES ET LEURS MICROMÉTÉORITES"
- Par
Michel MAURETTE Directeur de recherche au
Centre de spectrométrie nucléaire et de spectrométrie de masse (CSNSM)
Organisée par l'IAP
- 98
bis Av Arago, Paris 14 ème
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- le
mardi 2 Octobre 2007 à 19H30
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- Photos : JPM. pour
l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être
demandées directement)
- Les photos des slides
sont de la présentation de l'auteur. Voir
les crédits des autres photos
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- BREF COMPTE RENDU
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Michel
Maurette, Directeur de recherche au CNRS en 1969 a été le premier a
participer au programme Apollo concernant le retour des échantillons
lunaires et leur analyse.
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- En 1982 il se tourne vers les
étoiles filantes et les micrométéorites.
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- Il travaille au CSNSM.
- Situé au cœur du Campus
d'Orsay, le Centre de Spectrométrie Nucléaire et de Spectrométrie de
Masse (CSNSM) est une unité mixte de recherche relevant de l'Institut
National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules (IN2P3),
du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) et de l'Université
Paris Sud.
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- La pluridisciplinarité est
une caractéristique essentielle du CSNSM. Ses recherches couvrent un très
large éventail de thèmes : structure du noyau et interactions
fondamentales, physique du solide, irradiation des matériaux, étude élémentaire
et isotopique des composants de la terre et de l'univers, astrophysique.
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- INTRODUCTION
SUR LES MICROMÉTÉORITES.
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- La période qui nous intéresse
ce soir c'est l'Hadéen,
soit entre 4,45 et 3,9 milliards d'années, époque où la Terre était
bombardée de tous côtés.
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- C'est pendant cette période là
que tout est arrivé : l'air les océans, la soupe pré biotique etc..
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- Les débris interplanétaires
percutent en permanence l'atmosphère terrestre, vers les 100km d'altitude
la densité de l'air est suffisante pour provoquer une décélération
brutale de ces pierres du ciel.
- 10% survivent à cette entrée
dans l'atmosphère; la lumière est due à l'échauffement de la colonne
d'air et de la météorite elle même.
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- Petites poussières sub-millimétriques,
les micrométéorites collectées par l'équipe d'Astrophysique du Solide du
CSNSM sont parmi les objets les plus primitifs de notre système solaire.
- Certaines des phases minérales
de ces particules ont peu évolué depuis 4,5 milliard d'année.
- Leur
composition isotopique permet d'obtenir de précieuses informations sur le
système solaire primitif.
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- La faible trace de ces
particules dans l'air permet quand même de reconstituer leur provenance et
leur trajectoire qui est d'origine dans le système solaire.
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- La moyenne des étoiles
filantes est de 10 par heure et en cas d'averses (comme les Léonides par
exemple comme sur cette photo des Léonides de 2001 © Juraj Toth) elle peut
être de 2000 par heure.
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- Il se produit aussi un phénomène
de traînées persistantes sur leurs parcours qui peuvent durer plusieurs
minutes.
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- La luminosité est liée à la
masse de la particule, plus elle est grosse plus elle est brillante.
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- Les plus fines (100 à 200 µ)
sont "vues" au radar.
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- LA
NEIGE ULTRA PROPRE DE CONCORDIA.
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- La zone centrale de
l'Antarctique (près de Concordia Dôme C) est particulièrement propice au
recueil de micrométéorites, la neige y étant particulièrement propre, en
fait les seules poussières sont celles amenées par l'équipe de
scientifiques!
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- Lors
des expéditions de 200 et 2002 ils sont parvenus à extraire (après
fonte de centaines de tonnes de glace) et filtration quelques centaines de
micrométéorites contenus dans le sable glaciaire.
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- Prélèvements de neige dans
une tranchée entre 2 et 4 mètres de profondeur.
- Cette neige sera fondue puis
filtrée pour en extraire les micrométéorites de la
- CONCORDIA-Collection. (©
Engrand & Duprat CSNSM-CNRS, Janvier 2002.)
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- Et voici ce que l'on trouve en
analysant ce sable glaciaire :
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- (AMM =
Antarctic Micro Meteorites)
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- Les particules sont très
primitives (classe rare de météorites carbonées-hydratées, 2% des météorites)
et similaire aux poussières cométaires (Stardust).
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- Il y a approximativement 135
groupes de météorites et 99% des micrométéorites appartiennent à un
seul groupe des carbonées hydratées (comme celles de Murchison).
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- Elles contiennent 50% d'argile
et sont riches en molécules
organiques et en volatils (eau, azote).
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- Le matériau carboné dominant
est le kérogène
très inerte.
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- FORMATION
DE L'ATMOSPHÈRE TERRESTRE.
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- L'eau
provient des argiles qui représentent 50% de la masse des micrométéorites
et le CO2 il a été produit en partie par le C du kérogène, mais également
par la décrépitation des carbonates. L'azote lui a été presque entièrement
donné par le kérogène.
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On pensait d'abord que l'eau pouvait venir
principalement des volcans, mais elle n'a pas la bonne proportion d'eau
lourde (Deutérium au lieu de H) par rapport à l'eau normale.
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- Comme on le voit sur le graphe
ci contre, c'est l'eau des micrométéorites qui donne le meilleur accord.
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- Pour information : SMOW =
Standard Mean Ocean Water = eau
virtuelle dont les rapports isotopiques en O et D correspondent à la
moyenne des rapports isotopiques de l'eau des océans
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- La pluie de micrométéorites
est de l'ordre de 40.000 tonnes par an, à comparer aux 10 tonnes de grosses
météorites, il n'y a pas photo, comme on dit!!!
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- Cette couche permanente de
composés carbonés aurait pu jouer un
rôle essentiel dans l'apparition des la vie sur Terre ou au moins
dans la formation des océans et de l'atmosphère.
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- C'est ce qu'on appelle le scénario
EMMA : Early Micro Meteorites Accretion.
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- L'atmosphère se serait formée
à partir de l'évaporation des produits volatils contenus dans les MM
pendant leurs combustion dans la traversée de l'atmosphère. Les AMM reflètent
parfaitement la composition de l'atmosphère terrestre.
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- L'atmosphère a une pureté
"micrométéoritique"!
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- On pense que la composition de
ce flux météoritique était invariante dans le temps depuis les origines.
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- M Maurette appelle cela, le
"volcanisme" diffus venu du ciel, qui se répand sur toute la
Terre.
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- Il va produire une atmosphère
avec la bonne eau lourde et les bons volatils dans les bonnes proportions.
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- LA
FORMATION DE LA TERRE
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- L'accrétion hiérarchique
dans la nébuleuse solaire a fait passer en moins de un million d'années
des grains aux embryons planétaires et ensuite sur une centaine de million
d'années coagulation des premiers embryons.
- Lors que le planétésimal
atteint approx. 6 masses lunaires, il peut conserver son atmosphère.
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- Ensuite,
la jeune Terre, qui est un embryon planétaire, sera soumise à un
*bombardement massif-précoce* (EHBomb: Early heavy bombardment) par
d'autres embryons planétaires formés en même temps, mais aussi par des
corps de tailles beaucoup plus petites, incluant astéroïdes, comètes
et leurs débris. Quand elle atteint environ 90% de sa masse finale, elle
est percuté par le dernier embryon qui croisera sa route, de taille
martienne. Cet impact terminera sa croissance et formera la
lune.
- Ensuite,
les embryons auront disparu, et le système Terre-Lune continuera à subir
un bombardement intense par des corps plus petits. En plus du EHBomb, ce
bombardement a été décrit par une conjecture tout à fait différente
(appelée initialement le Terminal lunar Cataclysm,) qui est survenu vers
3,9 Ga.
- On
l'appelle aujourd'hui le LHBomb (Late Heavy Bombardment, pour bombardement
massif tardif, voir présentation
de A. Morbidelli sur ce site).
- Seule
la première conjecture permet de décrire correctement EMMA.
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- Puis arrivent les soupes prébiotiques
donnant naissance à la vie (expérience
de Miller).
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- Ensuite suit une explication
sur le fait que les micrométéorites sont des "roches sources" et sur le rôle du kérogène
qui se transforme en pétrole que je dois avouer je n'ai pas bien assimilée
et que donc je suis incapable de retranscrire correctement, que je sois
pardonné!
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- Voilà le résumé de cette
intéressante présentation où l'on se rend compte du rôle fondamental des
micrométéorites dans l'évolution biologique de la Terre.
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- POUR ALLER PLUS
LOIN.
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- http://www.institut-polaire.fr/ipev/galerie/antarctique/operations_scientifiques/recolte_de_micrometeorites_a_dome_c
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- Collecte
de poussières extra terrestres dans les régions centrales
antarctiques, document pdf de 6 pages.
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- Les
micrométéorites de Concordia par Cécile Engrand, présentation pdf très
bien faite. À voir.
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- Comment
se forment pétrole, gaz et charbon ? par JM Jancovici.
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- Présentation très claire de nos amis Belges
(Université Libre de Bruxelles) sur
le Kérogène en pdf, à voir absolument.
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- L'analyse
des échantillons de Stardust sur ce site par J Borg.
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- Consulter pour plus de
précisions le chapitre 3: Cometary
micrometeorites in planetology, exobiology, and early climatology
dans le livre
" Comets
and the Origin of Life" par M Maurette, chez Springer
Verlag (en anglais).
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- C'est tout pour
aujourd'hui!
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- Bon ciel à tous
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- Jean Pierre Martin
- http://www.planetastronomy.com/
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