La composition chimique des météorites et leur classification

Pour la science, la question de savoir en quoi consiste une météorite est résolue depuis longtemps, car les météorites contiennent tous les mêmes éléments qui sont présents sur Terre.

La composition principale des météorites

Si nous évaluons en moyenne, alors la composition chimique des météorites comprend huit éléments principaux :

• le fer;
• nickel;
• silicium;
• soufre;
• magnésium;
• calcium;
• aluminium;
• oxygène.

Tous les autres éléments sont généralement représentés sous forme de traces. Ces éléments, interconnectés, forment le corps minéral de la météorite. La plupart de ces minéraux se trouvent également dans les roches de la Terre. Mais occasionnellement et en très petite quantité dans les météorites se trouvent aussi des minéraux inconnus des minéralogistes terrestres. L’obstacle à leur formation sur Terre est probablement la composition de l’atmosphère terrestre.

Classification traditionnelle des météorites par composition

La dominance de certaines substances dans la classification généralement acceptée détermine la façon dont les météorites sont divisées par composition chimique, tandis que les scientifiques considèrent trois groupes.

Météorites de pierre avec matière minérale

Chondrites

Ce sont des agglomérats qui ont subi des modifications mineures depuis leur formation. Ils contiennent des chondres – des granules arrondis atteignant 1 mm de diamètre, qui constituent l’essentiel de la structure de presque toutes ces météorites. Les chondres sont des gouttes cristallisées instantanément de silicates fondus.

Ces pierres "éternelles" cristallisées dans un nuage primaire de poussière et de gaz dans des conditions différentes, tant de leurs variétés se distinguent désormais. La composition étudiée de la météorite de Tcheliabinsk l’a assignée à la classe des chondrites ordinaires.

Vidéo sur la composition de la météorite de Chelyabinsk

Achondrites

Ces météorites ont une histoire plus complexe, leur permettant de se séparer d’astéroïdes ou de planètes. Ce sont aussi des météorites pierreuses, mais elles ne contiennent pas de chondres arrondis. Leur structure et leur composition rappellent les basaltes terrestres. Tous les achondrites ont fondu à un moment donné, ils ont donc perdu leurs chondres, même s’il y en avait. Il s’agit d’un type assez courant de pierres célestes – environ 8% de toutes les météorites trouvées sur Terre. On suppose que la plupart des achondrites atterries doivent leur origine à l’astéroïde Vesta, tandis que le reste a été généré par la Lune, Mars et un certain nombre d’astéroïdes.

Météorites métalliques (sidérites, météorites ferreuses)

Auparavant, les objets ayant une structure interne similaire (ataxites, hexaédrites, octaédrites) étaient classés comme météorites de fer, mais maintenant ces termes ne sont utilisés qu’à des fins descriptives. Pour eux, la classification des météorites selon leur composition chimique est désormais utilisée. Presque toutes les météorites de fer sont résistantes aux intempéries terrestres, elles persistent donc plus longtemps que les autres analogues. Par conséquent, les météorites de fer représentent environ 89 % de la masse totale de toutes les pierres célestes trouvées. Cependant, ils sont assez rares – 5,7% du nombre trouvé. La plupart des météorites ferreuses contiennent du fer et du nickel et ne contiennent presque pas d’impuretés minérales. Ces derniers parviennent à survivre dans des nodules ronds formés de graphite, de troïlite ou de sulfure de fer; on trouve souvent des coquilles de cohenite à carbure de fer ou de schreibersite (phosphure de fer).

Grâce à des méthodes d’analyse extrêmement sensibles, les chercheurs ont pu détecter que les météorites contenaient des traces d’éléments rares comme le gallium, le germanium ou l’iridium.

Le nickel et le fer dans les météorites métalliques sont présents sous la forme de deux minéraux, le plus souvent c’est la kamacite, qui contient 4 à 7,5 % de nickel. Ce minéral a de gros cristaux qui apparaissent comme des structures en forme de faisceau ou de larges bandes lorsque la surface d’une météorite de fer est gravée. Un autre minéral est la taenite, qui contient plus de nickel (27-65%). Ses cristaux sont plus petits et sur la surface gravée de la météorite, ils ressemblent à de minces rubans réfléchissants.

Météorites à composition mixte (météorites ferrugineuses)

Pallasites

Dans les pallasites, la base est le fer-nickel, qui contient des inclusions de cristaux d’olivine. Le nom est apparu en l’honneur du scientifique allemand P. Pallas, qui a trouvé la première météorite en Russie près de Krasnoïarsk. Les olivines entrant dans la composition des pallasites ont une structure et une composition similaires. Ils contiennent moins de nickel et de calcium que les échantillons d’olivines terrestres.

Les cristaux d’olivine inclus dans le palassitique sont une matrice en forme de réseau formée de fer de nickel. Dans les pallasites altérées qui reposent depuis longtemps à la surface de la terre, les cristaux d’olivine noircissent ou se décolorent généralement, et les intempéries leur donnent un aspect spongieux très inhabituel. Mais si la pallasite fraîche avec des cristaux d’olivine de l’ordre du centimètre est taillée et polie, son apparence sera complètement différente.

L’origine de la pallasite et des météorites ferreuses est étroitement liée. On suppose que les sources de météorites de fer étaient à l’intérieur des noyaux d’astéroïdes différenciés, tandis que les pallasites provenaient des couches externes des noyaux – où les composants métalliques du noyau et le matériau riche en silicate de la croûte de l’astéroïde étaient mélangés.

Mésosidérites

Dans leur cas, la composition des météorites et de leurs substances implique une teneur à peu près égale en nickel, fer et silicates (olivine, feldspaths calciques, pyroxènes). Les mésosidérites sont caractérisées par une structure bréchique hétérogène. Les métaux et les matériaux silicatés y sont présents sous la forme d’intercroissances à grains fins et de fragments à angles aigus ou arrondis.

Les météorites de cette classe sont très rares. Ainsi, en 2009, seules 145 météorites de ce type avaient été découvertes, dont 44 en Antarctique. Malgré la rareté de ces invités spatiaux, les humains ont observé la chute de sept mésosidérites. Des fragments de certaines mésosidérites pèsent plusieurs tonnes et font partie des plus grosses météorites trouvées.