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Les météorites pallasites


Les météorites nous ramènent au passé tumultueux; parfois violent; de notre système solaire et donc de notre propre histoire. Les météorites ont grandement participé à faire évoluer le monde tel que nous le connaissons actuellement. Un impact apocalyptique daté de 65 Ma et l'extinction massive de plus de 90% des espèces vivantes qui s'en suivi favorisera le développement et la dominance d'une espèce jusque là insignifiante dans le règne animal: les mammifères.

Mais les météorites ne peuvent pas être cantonnées qu'à leur rôle destructeur. Offrant littéralement "tombé du ciel" le premier fer terrestre aux hommes, certaines recherches permettent aussi de penser que les météorites ont apporté l'eau et ensemencé la vie (chimie des bactéries primitives) grâce aux acides aminées présents dans certains type particulier de chondrites. Sans oublier les précieuses connaissances concernant l'univers et la formation du système solaire que fournissent l'étude scientifique des météorites. 

1. Présentation des pallasites

Les pallasites sont des météorites souvent présentées en tranche dont la surface polie ou gravée à l'acide accentue leur beauté. La matrice de fer polie et les olivines étincelant tels des "bijoux" font des pallasites un des types de météorite parmis les plus appréciés des collectionneurs.

 Elles intriguent autant qu'elles fascinent attirant même le regard du profane avec leur spectaculaire apparence. En ce qui les concerne il n' est pas rare d'employer des métaphores comme "joyaux de l'espace"ou "vitraux de l'espace".

Les olivines colorées et translucides
ainsi comparées à des vitraux de cathédrale affichant leur majestueuse beauté telles des fenêtres ouvertes sur l'espace incarnant l'histoire passée et mouvementée de notre système solaire. 

La désignation pallasite provient du nom du naturaliste allemand Peter Pallas (1741-1811) qui ramena d'un voyage en Russie un spécimen de météorite  (la pallasite Krasnojarsk) qu'il confia à l'étude. L'étude de la première pallasite fût ainsi réalisée il y a un peu plus de 200 ans (l'étude des météorites en était à ses premiers balbutiements, les météorites n'étant alors même pas encore tout à fait reconnues comme officiellement existantes ... ). Le nom pallasite est attribué à ces météorites en hommage à Pallas. 

 








 ← Photo crédit:http://www.dvice.com/2012-12-7/16-geeky-gifts-—-space


La pallasite est un type de météorite rare dont les chutes sont souvent très anciennes. Le nombre de chutes de pallasites représente moins de 2% de toutes les chutes de météorites répertoriées à ce jour. Mais paradoxalement les quantités de spécimens "récoltés" en général lors des chutes sont assez importantes fort heureusement ! 


Il existe environ entre cinquante et soixante pallasites répertoriées à ce jour. Ce chiffre évolue très lentement avec de nouvelles découvertes très isolées ou de nouvelles chutes extêmement rarissimes. Les pallasites proviennent presque exclusivement des Etats-Unis ou de Russie et minoritairement d'asie orientale. Sur la cinquantaine environ de pallasites répertoriées, nombreuses sont rares; ne comptant même parfois qu'un unique individu de quelques dizaines de grammes à quelques kilos comme par exemple la pallasite Conception Junction avec un unique spécimen de 17 kilos, ce qui est peu mais il existe beaucoup plus rare. 
Pour les autres pallasites issues de chutes plus conséquentes et suivant le prix que l'on veut bien débourser;
il est tout à fait possible d'acquérir un spécimen de  pallasite comme Imilac, Esquel, Fukang, Springwater, Seymchan, Admire, Brahin, Brenham, Jepara, Pallasovka, Glorieta Mountain ...


Les météorites proviennent de corps qui ont commencé à se former en même temps que notre système solaire il y'a environ 4,5 milliards d'années. La plupart des météorites sont des fragments d'astéroîdes provenant de la ceinture d'astéroïde située entre Mars et Jupiter. Surnommée parfois ceinture trans-martienne; sa largeur est d'environ 200 millions de kilomètres. Parmi ces astéroîdes on retrouve la plupart des météorites: pallasites, sidérites, chondrites, mésosidérites ...

Elle contient des milliards d'astéroîdes allant de la taille d'une poussière jusqu'à des diamètres de plusieurs centaines de kilomètres pour certains. Orbitant autour du soleil ces astéroîdes sont des vestiges de la formation de notre système solaire, plusieurs hypothèses expliquent leur présence en ce point précis.

A noter que l'emplacement de la ceinture d'astéroîdes marque la frontière entre les planètes telluriques et les planètes gazeuses.
 

 ↑ Ceinture d'astéroïdes trans-martienne


2. Composition des pallasites


La matrice fer


La pallasite est un type de météorite
officiel dit mixte. Composée de fer et d'olivines ( associé communément au minéral:nésosilicate) , 2 éléments distincts principaux mélés que l'on retrouve séparement chez les 2 autres grands types de météorites fondamentalement connus que sont les sidérites (entièrement ferreuses ≈)  et les chondrites (entièrement "pierreuses"  de type minéral renfermant chondres et silicates ≈ avec tout de même des "grains de fer" en pourcentage variable mais faible ). 

La matrice est composée à 95% d'un alliage de fer-nickel. Le nickel étant présent en faible proportion. 

← Morceau de pallasite Admire
.
Les olivines vertes et jaunes de grandeur variable sont noyées dans une matrice solide fer-nickel.


Le fer qui est banal sur terre et courant dans la vie quotidienne l'est déja moins lorsqu'il est rapporté à des météorites comparé au minéraux terrestre. Hormis dans la couche externe liquide du noyau terrestre, le fer (allié notamment avec du nickel) n'existant pas à l'état naturel tel que nous le connaissons une fois transformé est quant à lui présent dans les météorites. Faiblement présent dans les chondrites ou structurellement dans les pallasites voir totale en ce qui concerne les sidérites.  

Le premier fer connu par l'homme a été apporté par les météorites. D'ailleurs quantités de civilisations
et de peuples ont tiré parti de ce fer providentiel provenant des sidérites, allant jusqu'à déplacer et ré-enterrer des quantités conséquentes de météorites ferreuses comme les indiens avec la Campo et servant principalement d'ornement ou de couteau. Entre autre une épée datée d'environ 5000 ans réalisée en métal météorique témoigne de cette utilisation.

 


Les pallasites sont des fragments d'astéroîdes dont un corps parent au moins provient d'un astéroïde différencié ou planétoïde. Avant une probable collision avec un autre astéroïde ou planétoïde et les fragmentant à leur tour en astéroïdes, ces olivines baignaient déja dans une couche intermédiaire manteau inférieur / noyau supérieur semi liquide, mélange de fer et de nickel d'un planétoîde dont la structure différenciée était alors similaire à la Terre en formation.

← Pallasite Seymchan avec les figures de Widmanstätten formant des enchevêtrements de bandes de couleurs contrastées gris clairs à fonçés à la surface métal.


Bien avant leur chute sur terre ces pallasites ont déja une structure solide telle que nous la voyons en photo. Le fer ayant refroidit très lentement  dans l'espace durant des centaines de millions d'années figeant ainsi les olivines. Ce lent refroidissement du métal de seulement quelques degrés par millions d'années est d'ailleurs mis en évidence avec les figures de Widmanstätten. Ces figures apparaissant après la mise en contact d'acide sur le fer poli constituent la preuve formelle d'une appartenance météorique. 

 

  Schéma en 2 parties 

On peut aussi observer sur la surface des tranches aux abords des olivines des inclusions tels que le troilite, schreibersite et chromite. Ces 3 éléments composent presque essentiellement les 5% restant de la matrice de fer.

Chromite et schreibersite apparaissent en minuscules inclusions de quelques millimètre carré ou pas du tout par rapport au troilite, bien plus visible dans les pallasites et autres météorites. 

Troilite est un minéral de sulfure riche en fer rencontré dans les météorites, sa couleur est souvent bonze terne: gris ou marron . 
Chromite es
t un alliage de fer et chrome parfois avec de l'aluminium sa couleur dans les météorites est souvent gris foncé ou marron fonçé. Pouvant ressembler à du troilite.
Schreibersite est un phosphure minerai d'alliage de fer et de nickel, ressemblant à de l'étain, métal blanc qui donne l'impression de briller, reconnaissable car contrastant avec la matrice fer plus terne.
 
       

Les olivines

Une pallasite est donc constituée
d'une masse principale de fer (élément structurel des météorites sidérites) mais aussi de grains d'olivines développés; éléments minéraux de la famille des silicates communs aux chondrites. Le métal forme la matrice et enveloppe les olivines présentes en densité variable.



L'olivine est un minéral vitreux de la classe des silicates plus précisement du sous groupe des nésosilicates.

Le groupe des olivines comprend des olivines de composition chimique soit fer soit magnésium, déterminant ainsi la nature de l'olivine en minéral fayalite ou minéral fostérite.

La fayalite est  un silicate fer de magnésium et la fostérite un silicate de magnésium.

 

 

 

 

 

 

Les silicates appartiennent à la classe de minéraux la plus importante et la plus complexe qui soit. Environ 30% de tous les minéraux sont des silicates et on estime que 90% de la croûte terrestre est composée de silicates.

L' olivine "extra-terrestre" (fayalite ou fostérite) ou l'équivalent terrestre appelé péridot de type fostérite (gemme semi-précieuse utilisée en bijouterie ressemblant à de l'émeraude) du groupes des nésosilicates ne sont pas officiellement reconnues comme un minéral par l'association internationale de minéralogie mais elles apparaissent  communément comme un minéral par souci de simplicité. 

← péridot terrestre (fostérite)

L' olivine est nommée ainsi pour sa couleur généralement vert olive. La fostérite dont le composé magnésium est principal à une couleur variant de jaune à vert plus, souvent vert- jaunâtre. La Fayalite du fait de sa teneur en fer a un indice de réfraction plus élevé et  possède une couleur plus foncée que la forstérite; brune ou noire. Souvent elles sont difficiles à distinguer et pratiquement tous les spécimens des deux minéraux contiennent du fer et du magnésium.










                         



3. Critères visuels et reconnaissance des pallasites


Une pallasite comprend donc une matrice de fer ayant l'aspect visuel du fer tel que nous le connaissons sur terre une fois transformé et présentant de petites inclusions. La surface de la matrice de fer, badigeonnée avec une solution à base d'acide nitrique permet de révèler les figures de Widmanstâtten tout comme avec les sidérites.

 


← Exemple d'inclusions de schreibersite (aspect
blanc brillant comme de l'étain) sur une pallasite Admire




 

← Pallasite "gravée" de l'anglais "etched"  affichant les figures de Widmanstätten



 



Les olivines solidaires de la matrice sont de différentes couleurs suivant la composition fostérite ou fayalite ainsi que le degré d'altération et d'oxydation. Leur couleur varie de jaune et orange à sombre et de vert à vert sombre opaque.
Aussi suivant la couleur de la lumière naturelle ou artificielle qui éclaire les olivines la couleur que nous en perçevons s'en trouve modifiée.

Coupées en tranche fine toutes les pallasites n'ont pas des olivines translucides. Certaines olivines sont entièrement translucides et colorées alors que d'autres restent totalement opaques ou laissent apparaître de la couleur seulement derrière une forte source lumineuse mais restent sombres opaque hors éclairage. En général, plus on se rapproche des bords extérieurs d'une pallasite plus les olivines deviennent opaques et foncées.  

En ce qui concerne la forme des olivines, celle ci représente une véritable signature distincte pratiquement identique à chaque individu issu de la masse principale provenant d'une même chute. Avec l'habitude on peut identifier certaine pallasite en observant les olivines et leur disparité. L'olivine peut avoir une forme ronde, ovoîde, carrée, carrée arrondie, angulaire ... disposée en grumeau, fragmentée  ... . La qualité intérieure des olivines est aussi un critère, olivines totalement translucides et non fragmentées intérieurement ou olivines opaques mais à texture cristalline par exemple.
Bien entendu il existe des exceptions avec la pallasite Seymchan ou Brahin par exemple affichant 2 types de forme. Ces pallasites peuvent contenir tantôt des olivines de forme plutôt carrée mais à bord "doux" dirons nous ou des olivines vraiment "arrondies". 


↑ Sur la photo gauche en haut nous avons une pallasite Admire et sur la photo à droite une Brenham ↑ 

Admire affiche généralement des olivines avec des courbes très angulaires de forme carrées ou triangulaires très fragmentées et réparties de manière hétérogène avec de grandes olivines cotoyant de minuscules fragments.
 La comparaison avec la forme des olivines de la Brenham est flagrante, Brenham étant la plus reconnaissable de toute les pallasites, elle affiche des olivines rondes ou ovales étirées comportant des courbes très arrondies et "douces" et ses olivines sont réparties en grumeaux très caractéristique.


Pourquoi dans la famille du groupe principal des pallasites chimiquement identiques et dont le processus de formation des éléments semble similaire, les olivines suivant les spécimens puissent être de si différente forme ? (ronde, carrée ou très triangulaire et fragmentée). Une hypothèse liée aux origines même des pallasites peut expliquer ce phénomène comme nous le verrons.


↓Gros plan d'une olivine fragmentée éclairée/ Admire pallasite                              ↓Gros plan d'olivines chatoyantes sous éclairage / Admire pallasite                       




   












Les croûtes de fusion sur les météorites pallasites et sidérites à l'inverse des chondrites sont quasiment inexistantes du fait de  leur composition ferreuse.Les sidérites "fraîches" affichent une couleur bleu nuit fonçé en guise de croûte.
Quant aux pallasites, sauf rare exception; leur chute remontant à des milliers d'années ne laissent guère apparaître de semblant de croûte si ce n'est une patine d'oxydation couleur rouille. Des empreintes semblant être des regmaglyptes peuvent subsister.



Pallasite
Conception Junction / Image credit: Dave Gheesling

individu
complet de 17 KG, cette masse représente un spécimen unique découvert au Missouri en 2006. 
La coupe polie révèle la matrice de fer et les olivines.L'extérieur est sans surprise oxydée. 





  ↑ Pallasite Brenham avec croûte extérieure nettoyée apparaissant en une fine patine de fer oxydé solide, la face est polie miroir.


   ←  Pallasite Admire avec croûte épaisse marron , ce semblant de croûte est non nettoyé, il est constitué d'un agrégat de terre et rouille mêlées et d'olivines "dégueulant" de cette couche solide mais tout de même friable. 



4. Origine des pallasites

 

La formation et la composition des matières propres aux météorites paraîssent assez bien connues de nos jours. Les progrés accomplis dans le domaine de la recherche permettent d'avançer plusieurs hypothèses quant à l'origine exacte des pallasites. 
Cependant leur origine de formation préçise en tant que corps météorique soulève encore des questions.

Des évènement révolus comme les multiples collisions de corps qui se sont produites il y'a et pendant plusieurs milliards d'année "brouillent les pistes" et ont entraîné nombre de "mélanges"de corps et de matières. Les pallasites,  les sidérites et leurs parents astéroïdes sont les vestiges d'une vaste population résultant de corps différenciés ayant des antécédents d'impacts précoces violents.


On ne peut aborder l'origine des pallasites sans aborder l'origine de notre système solaire ainsi que l'origine des autres types de météorites.
Notre système solaire a commençé à se former il y'a 4,56 milliards d'années à partir d'une nébuleuse de gaz et de poussières.


Durant des centaines de millions d'années
de multiples phénomènes dont l'accrétion entraînèrent la formation de corps solides. Par la suite certains corps devenus plus massifs évoluant en planète subirent une réaction physique appelée différenciation.Le métal disséminé de manière hétérogène dans ces corps "pierreux" se mit à migrer en son centre formant un noyau en fusion (les sidérites composées essentiellement de fer proviennent du noyau de fer de corps différenciés). D'autres corps celestes n'ayant pas subit de différenciation sont donc restés intactes depuis leur formation il y'a des milliards d'années (les météorites "pierreuses" de type chondrite par exemple composée d'un agrégat silicates et dérivés et autres minéraux, ainsi que de grain de fer en moindre quantité). 

Durant la phase de formation des planètes de notre système solaire qui abritait alors une densité plus importante et massive de corps célestes, des évènements violents eurent lieu sous forme de collisions.  Ces collisions pourrait être de multiples nature. Collision Cette page est encore en cours de construction... Bientôt achevée !   

 

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. Les pallasites sont composées de fer et d'olivines provenant probablement de l'interface manteau noyau / magma: composé de fer semi refroidit  touchant une couche de magma de silicates sous le manteau rocheux de corps différenciés par la suite fragmentés par des collisions en de multiples astéroîdes distinct. Mais toutes les pallasites pourraient être bien issue d'un seul et unique planétoîde. Véritable planète en devenir alors disparue, déchirée ou pulvérisée lors d'une violente collision avec un autre astéroîde différencié ou indifférencié dans les premiers temps de l'évolution de notre système solaire, formant ainsi d'autres corps. Tenir une pallasite en main c'est un peu comme tenir le coeur même d'une planète.


 

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