Les pallasites, des morceaux de coeur de planètes ?

Représentant seulement 1 % des météorites tombant sur Terre, les pallasites fascinent par leur beauté. On pensait qu’elles provenaient de l’interface manteau-noyau de petites planètes différenciées détruites par des collisions. Il n’en serait rien, d’après une étude récente.

Avec des fragments d’Allende, les pallasites sont certainement parmi les météorites que tout collectionneur se doit de posséder. Il est difficile de résister à la fascination d’une coupe de ces météorites où de beaux cristaux d’olivine de couleur jaune-vert (souvent transparents) « flottent » dans un alliage fer-nickel, qu’elles partagent avec les sidérites, sans être en contact les uns avec les autres.

Comme l’immense majorité des météorites trouvées sur Terre, les pallasites sont issues de la ceinture d’astéroïdes. Dissipons toutefois une confusion : ces météorites ne tirent pas leur nom du fait qu’elles proviendraient de la famille des astéroïdes associés à Pallas. Comme l’explique Jean-Pierre Luminet dans l’ouvrage qu’il vient de publier sur les astéroïdes et les risques qu’ils font peser sur la vie sur Terre (sur lequel Futura-Sciences reviendra plus longuement), ces météorites doivent leur nom à Peter Simon Pallas.



Pallas était un naturaliste allemand au service de l’impératrice Catherine II de Russie qui avait exploré la Sibérie et en avait rapporté une météorite de 680 kg découverte en 1749 près de Krasnoïarsk. De retour en Allemagne, Pallas avait envoyé un échantillon de cette météorite à son ami le physicien Ernst Chladni, le fondateur de l'acoustique moderne, bien connu pour ses travaux ayant conduit à la découverte des fameuses figures acoustiques de Chladni.

Fait moins connu, Ernst Chladni s’intéressait beaucoup aux météorites. Il a publié en 1794 un article historique où il fut le premier à soutenir scientifiquement que les météorites étaient des objets extraterrestres, et peut-être des vestiges de la formation des planètes du Système solaire. C’est Chladni qui appela « pallasites » les météorites similaires à celle de Krasnoïarsk, en hommage à son ami.

Au XXe siècle, les progrès de la cosmogonie, de la cosmochimie et de la géophysique ont permis de valider l’hypothèse de Chladni en fournissant en plus une explication pour l’origine des pallasites. Presque tout semblait indiquer qu’il s’agissait de fragments de l’interface entre le noyau et le manteau d’un petit corps céleste de quelques centaines de kilomètres de diamètre, mis à la disposition de l’Homme par des collisions destructrices.

Quiconque tenait en main une telle météorite possédait donc un morceau du cœur d’une planète et voyait de ses propres yeux à quoi devaient ressembler les roches à l’interface du manteau et du noyau de la Terre. Depuis Chladni, on a en effet compris que la Terre était un astre différencié avec un noyau de fer et de nickel partiellement fondu à plusieurs milliers de degrés, enrobé d’un manteau silicaté riche en olivines.

Toutefois, une telle interprétation de l’origine des pallasites ne convainquait pas tout le monde car elle laissait des énigmes irrésolues, comme le mentionne le planétologue Pierre Thomas.

Un article récemment publié dans Science vient d’ailleurs d’apporter de l’eau au moulin de ceux qui soupçonnaient qu’une autre explication devait exister. Dans l'article, les chercheurs expliquent avoir mis en pratique une technique pour mesurer les caractéristiques d’un possible champ magnétique rémanent dans les cristaux d’olivine.



À priori, une petite planète différenciée avec un noyau partiellement liquide similaire à celui de la Terre doit être le lieu d’un effet dynamo, générant un champ magnétique, comme celui exploré en laboratoire avec l’expérience VKS. Toutefois, étant donné la température élevée régnant à l’interface du noyau et du manteau d’une telle planète, des grains métalliques dans les cristaux d’olivine doivent être trop chauds pour être magnétisés.

Or, après avoir utilisé un laser au CO2 pour chauffer ces grains au-dessus de la température de Curie et les avoir laissés refroidir ensuite en présence d’un champ magnétique, une mesure du champ magnétique final à l’aide d’un Squid (superconducting quantum interference device) a montré que ces grains possèdent bel et bien les traces d’un champ magnétique primitif.

En combinant cette mesure avec une simulation du corps céleste parent, les chercheurs sont parvenus à la conclusion que ces cristaux d’olivine devaient s’être formés à faible profondeur dans le manteau d’une protoplanète 30 fois plus petite que la Terre, avec un rayon de 200 km environ. La matrice en fer-nickel doit donc provenir de l’injection du matériau liquide du cœur d’un autre petit corps céleste dans le manteau de la protoplanète, au moment de la collision ayant conduit à la fragmentation de ces deux astres.

Cette révolution dans l’interprétation de l’origine des pallasites donne à réfléchir. Il est probable que lorsque de futures missions robotisées pourront scruter de près la surface de beaucoup d’astéroïdes, et pourquoi pas, la parcourir à l’aide d’un rover pour en rapporter des échantillons sur Terre, de nouvelles surprises en sortiront concernant l'histoire des météorites et des astéroïdes. De plus, qui sait quels seront les aperçus extraordinaires que nous pourrions déduire des échantillons rapportés par ces futurs cousins de la sonde Rosetta sur l’enfance de la Terre, alors qu’elle aussi était une protoplanète ?