Une météorite dévoile la plus ancienne croûte planétaire connue

Une équipe internationale, menée par des chercheurs de l’IUEM à Brest et de l’institut de physique du globe de Paris, vient de découvrir qu’une météorite trouvée dans le Sahara en mai 2020, est une lave émise il y a 4565 millions d’années (Ma), et le fragment de la plus ancienne croûte connue pour une petite planète du système solaire.

Un échantillon de la météorite Erg Chech 002. Cette roche contient des gros cristaux verts de pyroxène (silicate de fer et de magnésium) qui baignent dans une pâte claire contenant des feldspaths (silicates d’aluminium, de calcium et d’éléments alcalins) et de la silice. (© Cimała-Woreczko)

Une équipe associant des chercheurs de l’institut Universitaire Européen de la mer de Brest (CNRS, université de Bretagne-Occidentale), de l’Institut de physique du globe de Paris (Université Paris Cité/IPGP/CNRS), du National Institute of Polar Research de Tokyo, de l’Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble (CNRS, université Grenoble-Alpes) et du Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques (CNRS, université de Lorraine) de Vandoeuvre-lès-Nancy, vient de découvrir qu’une météorite (Erg Chech 002) trouvée dans le Sahara algérien en mai 2020, est un fragment de la plus ancienne croûte connue pour une petite planète du système solaire. Cette lave a été émise il y a 4565 millions d’années (Ma), soit moins de 2,25 Ma après le début de la formation du système solaire, ou encore près de 50 Ma avant la formation de notre Terre.

 

Les météorites sont pour l’essentiel des fragments de petits corps¹, provenant de la ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter. La nature des astéroïdes nous donne une image de la diversité géologique des premiers objets formés dans le disque d’accrétion autour du Soleil et qui ont ensuite servi de matériaux de base pour la formation des planètes telles que la Terre ou Mars. Pour comprendre la formation des planètes, il est indispensable de découvrir et d’analyser les fragments des corps les plus anciens qui donnent accès aux premières étapes de la formation des planètes. De telles roches sont dramatiquement rares, une poignée parmi les 65000 météorites répertoriées à ce jour, rendant la découverte de la météorite Erg Chech 002 exceptionnelle.

Erg Chech 002 est une andésite, c’est-à-dire une lave riche en silice, en sodium et en potassium, dont la composition ressemble à celles des laves de la Montagne Pelée (Martinique) ou à la pierre de Volvic qui a servi à construire Clermont Ferrand. Ici, cette lave résulte de la fusion partielle d’un corps de composition chondritique (formé par l’accumulation des premiers solides formés autour du soleil). L’étude de sa minéralogie, de sa composition chimique, et de sa composition isotopique du magnésium permet de reconstituer l’histoire de son corps parent. L’âge le plus ancien connu jusqu’à présent pour les premiers grains condensés à très haute température autour du Soleil est de 4567,3 Ma. Cet âge est souvent considéré comme “l’âge du système solaire”.

Le corps parent d’Erg Chech 002 se serait formé environ 1 Ma après, pour atteindre une taille de l’ordre de quelques dizaines, voire une centaine de kilomètres de diamètre, et commencer à fondre vers 1,5 Ma. Le magma produit, assez visqueux et moins dense que les roches non fondues, a mis quelques centaines de milliers d’années pour migrer vers la surface sous l’effet de la gravité. Erg Chech 002 a cristallisé ensuite, il y a précisément 4565 millions d’années. En quelques dizaines d’années, la lave s’est refroidie à une température de 900 °C, puis a été arrachée encore chaude de son corps parent par un impact. La météorite a alors commencé un très long voyage interplanétaire avant d’être retrouvée dans le Sahara en 2020.

 

La météorite Erg Chech 002 démontre que des croûtes de composition andésitique devaient être fréquentes à la surface des premières petites planètes du système solaire. Cependant les données d’analyse spectroscopique de la ceinture d’astéroïdes montrent qu’aucun des astéroïdes connus ne présente de composition semblable à Erg Chech 002. La préservation d’Erg Chech 002 depuis 4565 Ma reste mystérieuse et beaucoup reste à faire sur cette météorite précieuse. Si son étude a déjà apporté beaucoup de renseignements sur la formation des premières croutes dans le système solaire, on ne sait toujours pas si son corps parent abritait un petit noyau comparable à certaines météorites de fer très anciennes. Les données obtenues à présent n’excluent pas qu’il ait pu en contenir un.

 

Bibliographie :
> Barrat J.A., Chaussidon M., Yamaguchi A., Beck P., Villeneuve J., Byrne D.J., Broadley M.W., Marty B. (2021) A 4565 Myr old andesite from an extinct chondritic protoplanet. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.