L’origine des micrométéorites

Chaque année, la Terre reçoit un flux de plusieurs dizaines de milliers de tonnes de matière extraterrestre. On compte notamment les météorites, débris d’astéroïdes présents sur notre planète, assez connues du grand public. Pourtant, elles ne représentent que 10 tonnes par an, ce qui est une part infime du flux de matière extraterrestre. En réalité, la part essentielle des apports extraterrestres provient des « micrométéorites », des grains silicatés d’une taille inférieure au millimètre. On parle ici d’environ 40 000 tonnes par an et autour de 5000 tonnes par an présents sous forme solide. Cependant, la question de l’origine des micrométéorites n’est pas résolue à l’heure actuelle. Des études du nuage zodiacal, l’ensemble des poussières présentes dans le système solaire, suggèrent que près de 70 % des micrométéorites sont associées aux comètes de la famille de Jupiter. Le reste du flux est lui associé aux astéroïdes et aux comètes de type Halley. Afin de contraindre l’importance des réservoirs sources des micrométéorites, en utilisant une caractérisation directe de ces grains, je me suis intéressé à l’influence du rayonnement cosmique. En effet, le rayonnement cosmique, un flux de protons et de particules alpha, va tout au long du trajet des micrométéorites, mais aussi lorsque que la micrométéorite est au sein de son corps parent (on parle alors de pré-exposition), interagir avec la matière et ainsi produire des isotopes cosmogéniques. Grâce aux teneurs en isotopes cosmogéniques présents dans les micrométéorites et au développement d’un modèle prédictif, une méthode a été développée afin de retracer l’origine des micrométéorites. Appliquée à des grains individuels et à des sets de micrométéorites, il a été possible de contraindre l’origine des grains dont le diamètre est supérieur à 100 µm. Les résultats obtenus montrent que les sphérules cosmiques (micrométéorites fondues lors de l’entrée atmosphérique) sont associées aux astéroïdes et aux comètes de la famille de Halley. Les micrométéorites non fondues sont majoritairement associées aux comètes de la famille de Jupiter. Ces résultats sont cohérents avec les études du nuage zodiacal qui montrent, sur la base de la vitesse d’entrée des grains dans l’atmosphère terrestre, une dépendance de l’origine en fonction de la taille et de l’entrée atmosphérique. Afin de mieux contraindre les réservoirs sources, j’ai mesuré la composition isotopique du chrome dans les micrométéorites. Cela a nécessité le développement d’une chimie couplée permettant de coupler l’analyse des isotopes cosmogéniques et du chrome. Le chrome est un élément porteur d’anomalies nucléosynthétiques qui permettent de tracer les réservoirs primitifs du Système Solaire. Les résultats montrent une évolution en fonction de la taille du ratio entre astéroïdes de type S et de type C dans les sphérules cosmiques. Cette observation vient corroborer les données isotopiques de l’oxygène présentes dans la littérature.