Le désert d'Atacama est un lieu parfait pour observer les corps célestes. On peut aisément le croire quand on sait que c'est cet endroit que l'ESO (Organisation Européenne pour des Recherches Astronomiques dans l'Hémisphère Austral) a choisi de construire, sur le mont Paranal, son fameux VLT (Very Large Telescope) d'une puissance équivalente à celle d'un télescope de 16 mètres.
C'est aussi un endroit exemplaire pour les astronomes qui savent se distraire quelque temps des grands télescopes pour des investigations plus terrestres. C'est ce que met en évidence un rapport de l'ESO et qui est d'abord une belle histoire que nous avons choisi de vous conter.
Ainsi, deux astronomes de l'ESO et un géologue chilien viennent de terminer l'étude détaillée d'un impact météoritique gigantesque, mais peu connu, dans une région éloignée du désert Atacama. Durant plus de quatre ans, ils ont fouillé avec d'infinies précautions une importante surface de ce lieu et ont collecté 77 fragments de la météorite de la Vaca Muerta ("La Vache Morte"), ce qui représente une masse totale de 3.400 kg.
Cette météorite appartient à la famille rare des ferro-pierreux. Il s'agit d'une météorite de la classe des mésosidérites, c'est-à-dire, qui contiennent principalement du fer et du nickel, mélangés à de petites quantités de minéraux. Ces nouvelles récoltes ont plus que triplé la masse totale des échantillons appartenant à cette variété et disponible à l'étude, une étude qui revêt une grande importance pour une meilleure compréhension de la formation du Système solaire.
Les astronomes de l'ESO Holger Pedersen (maintenant à l'Observatoire de l'Université de Copenhague) et Harri Lindgren du site d'observation de l'ESO à La Silla au Chili, ont mis à profit quelques moments de détente pour donner un coup de main à Claudio Canut de Bon, directeur du Musée minéralogique Ignacio Domeyko de l'Université de La Serena (Chili). Cette collaboration fut excellente et fort appréciée.
"Nous avons l'habitude d'observer des objets très éloignés dans l'espace, expliqua Holger Pedersen, mais c'était vraiment excitant, une fois n'est pas coutume, de faire de l'observation astronomique les yeux au sol".
En plus des grandes planètes et de leurs satellites, il y a des myriades de corps solides beaucoup plus petits qui se déplacent sur des orbites elliptiques autour du Soleil. Il en est de toutes les formes et de toutes les dimensions, depuis les petites planètes d'un diamètre de quelques centaines de mètres jusqu'aux poussières microscopiques, en passant par les m¢téorites.
De temps en temps, un petit grain de poussière provenant de l'espace interplanétaire entre dans l'atmosphère terrestre à très grande vitesse, souvent de l'ordre de 10 km/sec ou plus. Il s'embrase immédiatement à la suite de sa friction avec l'air et se désintègre en émettant un rayonnement lumineux. C'est ce qu'on appelle un météore ou "étoile filante".
Les hauteurs auxquelles apparraissent puis disparaissent les météores dépendent notamment de leur masse et de leur vitesse à leur entrée dans l'atmosphère. Généralement, l'apparition se produit entre 100 et 110 km de hauteur et l'extinction entre 70 et 80 km.
De tels phénomènes sont fréquents à certaines époques de l'année et parfois spectaculaires de par leur fréquence. Un bel exemple est celui des Perseides observables début du mois d'août.
Plus rarement, un objet plus important, de la grosseur d'un caillou ou plus, se fait capter selon les lois de la gravitation. Il est perçu comme un bolide lumineux pouvant être observé même en plein jour. Si sa masse est suffisante, l'objet s'effrite sans se volatiliser complètement dans l'atmosphère. Un certain nombre de débris arrivent jusqu'au sol avec des vitesses supersoniques et parfois avec une extrême violence, si leur masse reste importante, et creusent des cratères de dimensions parfois considérables.
La principale météorite connue, celle du Hoba, en Namibie, découverte en 1920, pèse 60 tonnes. Le plus grand cratère météoritique connu sur Terre est le Meteor Crater, en Arizona. Son diamètre dépasse 1.200 m et sa profondeur atteint quelque 180 m.
Il y a environ 3.500 ans, une grande météorite d'une masse de plusieurs tonnes et mesurant au moins un mètre de diamètre est tombée en plein milieu du désert Atacama, dans le nord du Chili. Durant son passage rapide à travers l'atmosphère terrestre, l'objet céleste se désintégra brutalement en une multitude de petits débris qui allèrent se loger dans le sable du désert sur une superficie d'une vingtaine de kilomètres carrés.
Grâce aux conditions particulières de sécheresse, ces débris sont restés dans un excellent état de conservation et, à cause du point d'impact très éloigné dans le désert, ont échappé aux observations jusqu'il y a peu.
Quelques morceaux (environ une tonne) ont bien été récoltés dans les années 1860, par des prospecteurs. La plus grande partie fut dispersée et perdue, le reste, environ 45 kg, ayant trouvé refuge dans des collections de minéraux.
Bien plus tard, on donna à cette météorite le nom de "Vaca Muerta" (la Vache Morte), d'après le nom du lit d'une rivière asséchée toute proche. Puis on oublia l'endroit même de son impact. Il fallut attendre 1985 pour que le site soit redécouvert par Edmundo Martinez, après une longue étude de vieux récits. Il découvrit même un fragment important. Son frère parla de cette découverte à Canut de Bon qui décida peu de temps après d'entreprendre une étude scientifique de toute la région avec ses amis, les astronomes de l'ESO.
Cette étude exigea des recherches laborieuses sur toute la région du site (environ 11 km de long sur 2 de large). L'un des plus gros fragments heurta le sol avec une telle violence qu'il creusa un cratère de quelque 10 mètres de diamètre et d'une profondeur de 2 mètres.
Au total, 77 fragments furent repérés à l'occasion de dix expéditions entre février 87 et janvier 91. 57 d'entre eux dont le poids va de quelques grammes à 309 kg, ont été retrouvés intacts. De telles pièces sont particulièrement précieuses pour l'étude des météorites. Tous les fragments sont aujourd'hui récupérés et, en partie conservés à l'Université de la Serena. Ils totalisent environ 3.400 kg.
Les analyses en laboratoire de la météorite de la Vache Morte ont commencé et elles dévoilent lentement sa dramatique histoire.
Son âge a été daté par des méthodes radiochimiques et des études minéralogiques ont été réalisées sur sa composition et sa structure interne. L'époque de sa chute est située à 3.500 ans, au moyen du système de datation au carbone-14. Cette technique est basée sur le fait que, quant la météorite est encore dans l'espace, elle est continuellement bombardée par des rayons cosmiques, ce qui donne une teneur particulière en atomes de carbone-12 et carbone-14. Dès qu'elle pénètre dans l'atmosphère terrestre, elle se retrouve protégée de ces mêmes rayons cosmiques, ce qui a pour conséquence de diminuer la proportion des atomes de carbone-14, suite à leur désint¢gration spontanée. Une mesure précise de la composition du carbone doit indiquer le moment de la chute.
On admet communément aujourd'hui que les petites planètes, tout comme les comètes, sont constitués de matériaux datant du tout début de l'histoire du Système solaire.
La petite planète dont provient la météorite de la Vache Morte a environ 4,5 milliards d'années et, par conséquent, serait presque aussi âgée que le Système solaire lui-même.
Les débuts de l'existence de cette petite planète mineure furent manifestement très violents. Astre volcaniquement actif et partiellement fondu, se déplaçant à très grande vitesse à travers le Système solaire, cette petite planète est entrée en collision de manière fatale avec une autre dont le noyau devait être métallique.
Le mélange et la solidification des matériaux par refroidissement ont formé un amalgame cosmique de minéraux comportant de gros fragments soudés entre eux par une sorte de magma de poussières, l'ensemble constituant un mélange pour moitié métallique et pour moitié pierreux.
Bien plus tard, cette planète mineure éclata en un essaim de petits fragments. De temps à autres, l'un d'eux, sous l'interaction gravitationnelle, tombe sur la Terre. Tel fut le cas de la météorite de la Vache Morte.
Les 77 "vaches mortes" de l'Atacama, leur analyse terminée, devraient nous renseigner, de manière plus fine, sur les débuts, toujours énigmatiques, de notre Système solaire. Elles sont constituées de matière primitive, celle-là même qui, il y a 4,5 milliards d'années s'est progressivement amassée pour former notre Système solaire. Il s'agit là d'une aubaine pour les astrophysiciens qui espèrent y trouver de précieux témoignages sur la nébuleuse originelle et la naissance de notre étoile.
Comme quoi, les petits cailloux du ciel ne sont pas à négliger. Ils ont en leur sein une part de notre vérité.
Pierre Bastin
(Cet article a été publié dans le quotidien liégeois
"La Wallonie" des samedi 23 et dimanche 24 novembre 1991.)