« S'il pleut des pierres, c'est que les vents les ont d'abord enlevées. »

— Pline l'Ancien, Extrait d’Histoire Naturelle, livre II, chapitre XXXVIII : De aere ; Quare lapidibus pluat (De l'air : pourquoi il pleut des pierres)

L'histoire des représentations des météorites montre l'évolution des différentes perceptions des ces objets au cours des siècles, depuis l'objet sacré jusqu'à l'objet scientifique.

Tout au long des siècles, les météorites ont été vénérées comme des objets sacrés par différentes cultures et civilisations antiques9. La chute spectaculaire (lumière intense, parfois phénomènes sonores, comme pour lamétéorite de Nōgata découverte en 861, la plus ancienne recueillie encore conservée) d'une météorite a toujours suscité l'imagination humaine, évoquant la peur, le respect ou l'adoration, entraînant la recherche de ces objets tombés du ciel pour en faire des objets sacrés du pouvoir et de cérémonies religieuses10, tels lesbétyles constituant l'Omphalos des grecs à Delphes ou la Pierre noire de la Kaaba à La Mecque11.

La première mention d'une météorite dans le corpus écrit occidental est due à Anaxagore qui cite la chute de météorites en Crète en 1478 av. J.-C.12. Bien que sa prédiction de la chute d'une météorite proche d'Aigos Potamos après le passage d'une comète en 476 av. J.-C. soit légendaire13, il pense avec audace que les comètes sont des pierres incandescentes détachées des astres14. Les auteurs en Chine ancienne consignent dans leurs ouvrages les chutes de pierres sans donner de cause15. Les auteurs de langue arabe en font de même, tel Avicenne dans la section géologie de son Livre de la Guérison, le polymathe iranien n'hésitant pas à affirmer que deux types de pierre tombent du ciel (des fers et des pierres) et à réaliser des expériences de fusion de météorites pour voir si elles sont métalliques16.

Au Moyen Âge, l'Église chrétienne combat le culte des météorites et demande que ce symbole païen soit jeté et détruit17,18. La conception aristotélicienne du ciel prévaut (des fragments de roche ou de métal ne peuvent pas tomber du ciel et il n'existe pas de petits objets célestes au-delà de la lune), aussi la météorite est considérée soit comme une illusion d'optique (thèse de Guillaume de Conches), soit comme un artefact terrestre (type produits de métallurgie) soit comme un phénomène atmosphérique causé par des fragments de montagnes arrachés, des laves éjectées par les volcans (l'averse météoritique à Sienne le 9 juillet 1794 est attribuée ainsi à la proximité du Vésuve), par la foudre ou par le tonnerre, d'où sa dénomination particulière de « pierre de foudre (en) » (pouvant être confondue à tort avec la fulgurite) ou « pierre du tonnerre » (exemple lapierre du tonnerre d'Ensisheim en 1492, plus ancienne chute répertoriée en Europe)19. De même sa dénomination générale n'est pas fixée, la météorite étant appelée indifféremment aérolithe(« pierre de l'air »), uranolithe (« pierre du ciel »), etc.

Jusqu'au xviiie siècle, l'idée que la météorite est une roche venue de l'espace est considérée comme absurde par les savants, d'autant plus que les récits antiques et médiévaux sur des chutes de météorites associent souvent ce phénomène à la longue série des prodigia, miracula (progiges et miracles telle que pluie d'animaux, de lait, de sang, de feu et de soufre, etc.) et omina (présages telle que la pluie de pierres le jour de la naissance deCharles le Chauve20), ce qui suscite le scepticisme des savants européens qui se refusent à étudier ces superstitions. Les quelques spécimens analysés s'avèrent de plus être le plus souvent des fossiles, des outils préhistoriques supposés façonnés par la foudre, ou des roches communes (leur analyse met généralement en évidence des espèces minérales terrestres comme la pyrite ou la marcassite)21. Les trois aérolithes tombés à Coutances en 1750, à Lucé en 1768 et Aire-sur-la-Lys en 1769 sont pour la première fois analysées chimiquement par une académie scientifique et décrits dans un journal scientifique mais les trois membres de l'Académie des sciences,Fougeroux de Bondaroy, Cadet de Gassicourt et Antoine Lavoisier concluent à tort qu'elles ne sont pas des pierres tombées du ciel et que la pierre du 13 septembre 1768 n'est qu'un grès pyriteux. La croûte de fusion noire de la météorite est expliquée par le fait qu'il s'agisse d'une « pierre de foudre »22.

John Wallis, après l'observation d'une pluie de météores en Angleterre en 1676, suggère qu'ils peuvent être dus à la rentrée atmosphérique decomètes23.

Au XVIIIe et début xixe siècle, les savants pensent encore dans leur majorité que la météorite se forme dans l'atmosphère, selon l'hypothèse la plus communément admise d'Eugène Louis Melchior Patrin en 180124 : le météore résulte de la circulation de fluides gazeux atmosphériques puis le météorite solide se forme par la combinaison des molécules gazeuses. D'autres hypothèses dans la même veine sont formulées : formation lors d'un orage par la foudre selon Antoine Lavoisier en 176925, formation à partir des nuages selon le médecin Joseph Izarn26.

L’origine extra-terrestre interstellaire27 est avancée par le physicien allemand Chladni dans son ouvrage Über den Ursprung der von Pallas gefundenen und anderer ihr ähnlichen Eisenmassen und über einige damit in Verbindung stehende Naturerscheinungen en 1794 (« De l'origine de la masse de fer trouvée par Pallas et d'autres similaires, et sur quelques phénomènes naturels en relation avec elles »), sa thèse étant renforcée par l'analyse chimique et minéralogique de plusieurs météorites réalisée en 1802 par Edward Charles Howard et Jacques Louis, Comte de Bournon (en) qui mettent notamment en évidence les chondrules28.

L’étude scientifique complète (analyse chimique et recueil des témoignages) des météorites n'apparaît réellement qu'à partir de 1803, date du rapport minutieux de Jean-Baptiste Biot à l'Académie des Sciences de Paris29, fait à la demande du Ministre Chaptal, sur la météorite de L'Aigle tombée la même année.

Un changement dans la conception des météorites est perceptible au début du xixe siècle lorsque l'existence de cratères d'impact à la surface de la terre est admise, comme pour le Meteor Crater30. L'astronome Denison Olmsted (en) observe en 1833 que le radiant de l'essaim d'étoiles filantes des Léonides n'est pas entraîné avec la rotation de la Terre, il infirme ainsi définitivement l'origine terrestre et atmosphérique des météorites31.

Si d'illustres savants catastrophistes (Jean-Baptiste Biot, Siméon Denis Poisson, John Lawrence Smith en 1855) sont encore partisans de l'hypothèse lunaire de Pierre-Simon de Laplace (météorites appelées « pierres de Lune » issues de l'éruption de volcans lunaires)32, la majorité se rallie progressivement à l'hypothèse extraterrestre de Chladni33. Les débats intenses suscitent la constitution de collections de météorites afin de mieux les étudier : la majorité des muséums d'histoire naturelle se dotent au xixe siècle de telles collections. Le Muséum national d'histoire naturelle de Paris, le Musée d'histoire naturelle de Londres et la Smithsonian Institution de Washington, qui possèdent aujourd'hui les collections de météorites les plus importantes au monde, le doivent à cet essor du milieu du XIXe siècle34.

L'hypothèse extraterrestre de Chladni bien établie, l'origine exacte des météorites fait l'objet de débats jusque dans les années 1950 (milieu interstellaire, interplanétaire ?) qui voient un consensus se dégager sur les astéroïdes comme étant la source principale des météorites, lesannées 1980 étant celles de la découverte de météorites martiennes et lunaires35.

Études actuelles[modifier]

En quelques décennies, les analyses de plus en plus fines faites en laboratoire, les explorations spatiales et les observations astronomiques ont bouleversé notre connaissance du Système solaire.

La datation des météorites est réalisée par radiochronologie (datation 207Pb - 206Pb) à l'aide de spectromètres de masse à ionisation secondaire ou de Spectromètres de masse à plasma36. Après plusieurs échecs, le premier à réussir la datation d'une météorite est le géochimiste Clair Cameron Patterson (en) qui estime en 1956 l'âge d'une météorite ferreuse à 4,55 milliards d'années correspondant à l'âge de la Terre et de la formation du système solaire37.

L'étude des différents minéraux présents dans une chondrite (issue d’un corps parent non différencié) sont identiques à ceux que l’on peut trouver sur une planète (corps différencié) comme la Terre. En effet, si l’on écrase un fragment de chondrite jusqu’à le réduire en poudre, puis si on approche un aimant afin de séparer les particules magnétiques de celles qui ne le sont pas, on obtient d’une part les particules de fer/nickel constituant le noyau d’une planète comme la Terre et d’autre part principalement des silicates identiques à ceux présents dans le manteau et la croûte terrestres. Ces études ont conduit les cosmochimistes38 à approfondir le sujet et notamment à mieux expliquer le phénomène dedifférenciation planétaire39.

L'analyse chimique de certaines chondrites carbonées (météorite d'Orgueil), qui sont soupçonnées de provenir non pas d’astéroïdes mais de noyaux de comètes, ou d'achondrites (météorite probablement d'origine martienne ALH 84001), révèle la présence d'acides aminés qui sont les « briques » élémentaires de la vie et semblent renforcer (si leur origine est bien prouvée) la théorie de la panspermie qui soutient que la Terre a été fécondée de l'extérieur, par des moyens extraterrestres40.

Les météorites martiennes permettent aux scientifiques de commencer à mieux connaitre la géologie martienne avant même que des échantillons n’aient été rapportés depuis cette planète, ce qui est possible grâce à des programmes de recherche terrestres tel qu’ANSMET. Les connaissances acquises grâce à ces très rares météorites pourront aider ces mêmes scientifiques dans leurs recherches lorsqu’ils disposeront enfin d’échantillons prélevés sur la planète rouge lors des missions prévues pour les années à venir.

Quant aux météorites d’origine lunaire, elles donnent l’occasion aux scientifiques n’ayant pas à leur disposition des échantillons rapportés parles missions Apollo de travailler sur l’histoire de la formation de ce satellite terrestre, notamment sur l'hypothèse de l'impact géant selon laquelle la Lune proviendrait de la collision entre la Terre et un astre de la taille de Mars, appelé Théia, qui aurait arraché et projeté hors dumanteau terrestre des éjectas dont une bonne partie est resté en orbite autour de celle-ci, se réaccrétant pour former la Lune. Il s’agirait alors de la plus grosse météorite ayant jamais croisé la Terre, donnant naissance à notre satellite.

La présence d'isotopes radioactifs de l'aluminium 26Al et du fer 60Fe dans des inclusions météoritiques au tout début du Système solairepermet, à partir d'observations astronomiques d'étoiles jeunes, de modéliser l'environnement stellaire du Soleil primitif : en moins de 20 millions d'années, trois générations d'étoiles, formées par la compression du gaz à la suite d'ondes de choc produites par les supernovaeselon le scénario du Little Bang, se seraient succédé dans un nuage moléculaire géant pour former le Système solaire41.

Flux et impacts de météorites[modifier]

La masse totale de matière interplanétaire balayée par la Terre est estimée à cent tonnes par jour (un facteur 10 n'étant pas à exclure par rapport à cette estimation42), ce qui correspond à 100 millions d'objets météoriques qui traversent l'atmosphère terrestre quotidiennement43 : cette matière est constituée essentiellement de poussières (moins de 0,1 mg), avec un nombre de corpuscules dépendant (approximativement) du logarithme de l’inverse de leur masse, avec un seuil d’environ 1×10-16 kg44, en dessous duquel il y a très peu de poussières. La majorité de ces poussières sont des micrométéoroïdes : ayant la consistance des cendres de cigarette, ils sont en grande partie consumés dans l'atmosphère et finalement 6 tonnes de matériel météorique atteint le sol quotidiennement. Le flux annuel de micrométéorites est estimé entre 15 000 à 20 000 tonnes, celui de météorites de masse comprise entre 0,01 kg à 100 kg est évalué à 40 tonnes, les grosses météorites perdant 80 % de leur masse lors de la traversée atmosphérique7.

42 000 météorites de masse supérieure à 10 g atteignent le sol chaque année, de 2 000 à 5 000 météorites de plus d’un kilogramme mais 75 % disparaissant pour cause de météorologie, de la nature du terrain de chute (souvent dans les océans) et sur les 25 % restantes peu sont collectées45. Sur la surface terrestre entière, un météoroïde d'1 µm de diamètre impacte le sol toutes les 30 µs, un météoroïde d'1 mm de diamètre toutes les 30 s, un météoroïde d'un mètre de diamètre tous les ans, un météoroïde de 50 m de diamètre tous les siècles, un météoroïde de 100 m de diamètre tous les 10 000 ans, un météoroïde d'un kilomètre de diamètre tous les millions d'années et un météoroïde de 10 km de diamètre tous les 100 millions d'années46.

Chaque année, il se produit actuellement en moyenne une dizaine de chutes météoriques observées (avec des écarts de 5 à 25 chutes par an) et de 2 à 5 structures d'impacts sont découvertes47.

Le météoroïde pénètre dans l'atmosphère à une vitesse qui varie de 1148 à 72 km/s. La traînée atmosphérique provoque sa décélération jusqu'au retardation point (point de ralentissement correspondant au maximum de la décélération et qui a lieu le plus souvent à une altitude de 20 km49) à partir duquel le météore s'éteint et le météoroïde réaccélère sous l'influence de la gravitation50. Accélération et décélération s'équilibrent progressivement, il atteint sa vitesse finale, généralement de 90 à 180 m/s, lors de son impact51. Les météoroïdes de plusieurs tonnes sont moins ralentis, conservent une partie de leur vitesse initiale et ont une vitesse à l'impact bien plus élevée52.

Lorsqu’elles pénètrent dans l’atmosphère, le frottement sur les particules la constituant entraine un violent échauffement et une émission de lumière, ce qui forme un météore ou étoile filante 53 :

• • Les poussières d’environ 1×10-14 kg et moins sont volatilisées, mais pas détruites : les produits minéraux formés se condensent et tombent très lentement sur la surface terrestre ;

  • les poussières de taille supérieure constituent les micrométéorites, une partie de leur matière ne sera pas volatilisée et tombera au sol comme des grains de sable ;

  • en dessous d’une certaine taille (fonction inverse de la cohésion de leur matière constitutive) la plupart des météorites se désagrègent en blocs tout au long de leur traversée dans l’atmosphère, ce qui réduit le nombre des gros impacts sur la surface de la Terre : environ500 pierres de la taille d’une balle de tennis atteignent ainsi le sol chaque année.

Des météorites plus massives, heureusement rares (l’histoire humaine écrite n’en relate que deux) peuvent créer d’importants cratères lors de leur impact sur le sol, ou des tsunamis en cas d’arrivée en mer.

L’énergie libérée lors de ces impacts peut entrainer, directement ou par des effets secondaires catastrophiques (par exemple : réactivation de volcans endormis, incendies généralisés, etc.), la dispersion d’une quantité considérable de particules dans l’atmosphère, suffisante pour modifier brutalement et durablement le climat sur l’ensemble de la Terre. Suivant la théorie de Luis Walter Alvarez, l’extinction des dinosaures, qui marque la fin du Crétacé, s’expliquerait (voir cratère) par les conséquences de l’impact d’une météorite.

Les astronomes ont dénombré 900 objets volants potentiellement « dangereux » dont le diamètre est compris entre 1 et 10 km. La plupart de ces corps se trouvent dans la ceinture d’astéroïdes, située entre Mars et Jupiter, qui contient des objets pouvant mesurer jusqu’à 1 000 km de diamètre. Actuellement, 70 « objets » pourraient nous rendre visite au cours du prochain siècle. S’ils sont tous d’une taille inférieure à 1 km, la chute d’un seul d’entre eux risquerait d’avoir des conséquences irrémédiables pour la planète. Ainsi, Apophis, un astéroïde de 270 mètres, pourrait percuter la Terre en 2036. La collision est quasi-impossible (la probabilité est de 1 pour 12 346 000) mais si elle avait lieu, elle libèrerait une puissance équivalente à 10 000 mégatonnes de TNT, soit toutes les armes nucléaires de la planète.

Classification des météorites[modifier]

Article détaillé : Classification des météorites.

On n’a pas de preuve que certaines d’entre elles puissent être du matériel interplanétaire originel primaire. On pense plutôt généralement[Qui ?] que les météorites sont des fragments libérés par impact entre des corps plus gros : les astéroïdes (certaines semblent même, à n’en pas douter, résulter d’impacts violents sur la Lune et sur Mars) ou encore libérés par désagrégation gravitationnelle des comètes lors de leur passage près du Soleil.

On distingue deux types principaux de météorites suivant leur corps parent :

• • Les « météorites non différenciées », appelées aussi chondrites, qui proviennent de corps relativement petits (de diamètre inférieur à quelques dizaines de kilomètres) qui, trop petits, n’ont pas pu se différencier intérieurement depuis leur formation. Leur matériau constitutif s’est formé il y a 4,57 milliards d’années, en même temps que leSystème solaire. Les fragments de ces petits astéroïdes sont restés dans leur état originel et sont les parents de météorites essentiellement pierreuses, constitués d’un mélange de silicates et de métal (des alliages de fer et nickel). Ces météorites sont formées de chondres, des petites sphères millimétriques qui se sont formées dans lanébuleuse solaire, de grains de métal et de sulfure, et d’une matrice finement grenue qui cimente le tout. Occasionnellement, on trouve des inclusions minérales riches en calcium et en aluminium réfractaires (CAI pour Ca-Al-rich Inclusion) qui constituent les tout premiers solides condensés dans la nébuleuse solaire. Parmi les chondrites, on distingue, grossièrement selon la distance croissante entre le lieu de formation et le Soleil : les chondrites à enstatite, les chondrites ordinaires (79 % en masse), et les chondrites carbonées (5 %), qui renferment du carbone parfois sous forme organique (par exemple acides aminés). Plus rares sont les chondrites de Kakangari et de Rumuruti.

  • Les « météorites différenciées », celles qui proviennent de corps parents beaucoup plus gros (de diamètres de plusieurs centaines de kilomètres) qui se sont différenciés, c’est-à-dire dont les corps parents ont eu une activité tectonique, comme notre Terre. Sous l’effet d’un réchauffement provoqué par la désintégration d’éléments instables, ces « embryons » de planètes naines ont fondu intérieurement et la matière qui les constitue s’est réorganisée : les éléments les plus lourds sont allés constituer des noyaux métalliques (comme sur Terre le Ni Fe) alors que les éléments les plus légers ont formé un manteau et une croûte rocheuse. Cette classe de météorites renferme lesachondrites (8 %) (ayant pour origine la croûte des corps parents), les Fers (5 %) (ayant pour origine les noyaux des corps parents), et les pallasites formées. Ces dernières sont les plus visuelles.

    • • Les « Fers » (anciennement appelés « Sidérites ») sont des météorites principalement constituées d’un alliage de fer et de nickel. Avec une densité voisine de 8, ce sont les météorites les plus denses. La plupart d’entre elles (octaédrites) présentent, si on les scie, polit et attaque à l’acide, des bandes entrecroisées caractéristiques appelées figures de Widmanstätten. Les hexaédrites et les ataxites sont respectivement trop pauvres et trop riches en nickel pour présenter ces structures, mais n’en sont pas moins extraterrestres.

      • Les « Achondrites », nous apportent des informations sur la formation et l’évolution des gros astéroïdes et des planètes. Les howardites, eucrites et diogénites (HED), les plus nombreuses, proviendraient de l’astéroïde Vesta (520 km de diamètre). Les shergottites, nakhlites, chassignites (SNC) auraient été arrachées de la surface de Mars lors d’impacts et seraient tombées sur Terre après un transit dans l’espace interplanétaire ; on connait de même des achondrites venues de la Lune. Aubrites, angrites, brachinites sont autant d’autres types d’achondrites. Les ureilites, winonaïtes, acapulcoïtes, lodranites proviendraient d’astéroïdes partiellement différenciés.

Mentionnons enfin des météorites mixtes (métal-pierre) : les pallasites (2 %) sont formées de cristaux d’olivine translucide enchâssés dans une matrice métallique, ce qui en fait les météorites les plus visuelles, et proviendraient de l’interface entre le noyau métallique et le manteau pierreux d’un astéroïde différencié, et les mésosidérites seraient issues d’un astéroïde détruit lors d’un impact dont des fragments du noyau et de la surface ont pu se mélanger.

• • Enfin un troisième groupe de météorites, les « météorites non groupées », renferme un petit nombre d’autres météorites, ayant des caractéristiques chimiques particulières relativement aux membres des groupes principaux, appartiennent à des groupes ou sous-groupes additionnels. La météorite de Kaidun qui est présentée comme originaire de Phobos fait partie de ce troisième groupe.

Météorites remarquables[modifier]

On distingue les météorites que l’on a vu tomber et que l’on a retrouvées peu après leur atterrissage : on les appelle des « chutes observées » ou plus simplement des « chutes », par opposition à celles que l’on a découvertes par hasard et que l’on appelle des « trouvailles ».

En 1972, la communauté scientifique recensait environ 2 100 météorites, correspondant à une dizaine de découvertes par an sur les deux derniers siècles 54. Fin 2011, il y a environ41 600 météorites classifiées (nom officiel validé)55 par la Meteoritical Society qui publie chaque année un catalogue des nouvelles météorites analysées, le Meteoritical Bulletin. Parmi ces 41 600, 97 % sont des trouvailles, 3 % sont des chutes, 70 % proviennent de l'Antarctique. Ce nombre augmente d’environ 1 500 chaque année7.

99,8 % des météorites analysées proviennent de fragments d'astéroïdes, 0,2 % sont d'origine lunaire (160 recensées officiellement en 201156) ou martienne). Des cas plus rares concernent des météorites produites par l'impact de gros astéroïdes57.

La Meteoritical Society attribue un nom ou un numéro à chaque météorite. Il s’agit en général d’un nom géographique d’un lieu proche de l’endroit de la découverte. Les règles de nomenclature ont été établies au milieu des années 1970 par le Committee on Meteorite Nomenclature (Comité de Nomenclature des Météorites) de cette Société internationale58.

En France, le 7 novembre 1492 est tombée en Alsace à Ensisheim une chondrite de 127 kg : la météorite d’Ensisheim. Elle est aujourd’hui conservée au Palais de la Régence à Ensisheim et gardée par la confrérie St Georges des Gardiens de la Météorite d’Ensisheim, qui réunit chaque année, en juin, les passionnés de ces pierres célestes lors d’une bourse d’échanges remarquable59. Les collectionneurs et chasseurs de météorites du monde entier s’y retrouvent. Le 3 octobre 1815, la chute historique de la météorite de Chassigny (en) apporte le premier spécimen type d'un nouveau groupe de météorites, les chassignites (en). Elle contient des bulles de gaz dont la composition est différente de l'atmosphère martienne, suggérant que les chassignites cristallisent dans le manteau profond de Mars, à la différence des nakhlites (en)60.

Parmi les météorites remarquables tombées en France, on peut citer Orgueil, une météorite carbonée classée CI ; Ornans, une autre carbonée qui a donné son nom à une classe de météorites les CO ; L’Aigle, tombée le 26 avril 1803 en Normandie qui fit l’objet d’un rapport scientifique de Jean-Baptiste Biot de l’Académie des sciences. Plus de 2 000 individus (petites météorites) furent retrouvés dans les environs de la ville de L’Aigle.

La plus grande météorite à ce jour est la météorite d'Hoba découverte en 1920 en Namibie.

Le plus gros impact français a été identifié en 1967 entre les villes de Rochechouart en Haute-Vienne et de Chassenon en Charente. Le cratère d’environ 21 km de diamètre n’est plus identifiable, mais les roches fracturées par l’énergie de l’impact subsistent par endroits. Il ne reste plus de trace de la météorite qui s’est complètement désintégrée sous la violence du choc. Cet impact a eu lieu il y a environ 214 millionsd’années.

En 1996, l'analyse par la NASA de la météorite ALH 84001 suggérerait la possibilité d'une vie sur Mars. À ce jour, cette question est encore ouverte61.

En 2005, la sonde Opportunity analysant géologiquement Mars, découvre la première météorite sur une autre planète, Heat Shield Rock(Meridiani Planum).

En 2011, l'analyse de chondrites carbonées révèlent des traces d'adénine et de guanine, bases constitutives de l'ADN62, et renforce les observations selon lesquelles certaines météorites contiennent des molécules prébiotiques confinées qui seraient à l'origine de l'ensemencement de la terre7.

Notes et références[modifier]

Différenciation de la Terre et d'un corps-parent