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Les
achondrites constituent une classe relativement rare de météorites
pierreuses, représentant environ 8 % de toutes les chutes observées.
Contrairement aux chondrites, qui sont les
briques élémentaires primitives du système solaire et qui contiennent
de petites sphérules silicatées appelées chondres, les achondrites se
distinguent par l'absence totale de ces chondres. Cette absence est le
signe d'une histoire géologique complexe : les achondrites proviennent
de corps parents suffisamment grands pour avoir subi une différenciation
planétaire, c'est-à-dire une fusion partielle ou totale qui a permis
la séparation d'un noyau métallique, d'un manteau silicaté et parfois
d'une croûte.
En d'autres termes,
ces météorites sont des roches ignées
ou métamorphiques extraterrestres,
analogues aux basaltes, gabbros,
péridotites ou brèches
que l'on peut trouver sur Terre, mais issues d'astéroïdes,
de la Lune ou de Mars. Les
achondrites apparaissent aisni comme des témoins uniques de mondes différenciés
disparus ou inaccessibles autrement. Leur diversité minéralogique, texturale
et isotopique reflète la variété des processus géologiques qui ont
façonné les petits corps et les planètes
du Système solaire primitif.
Classification
des achondrites.
Les achondrites
sont classées en plusieurs groupes principaux selon leur composition minéralogique,
leur texture et leur origine supposée.
• Les
achondrites primitives, comme les acapulcoïtes, les lodranites et
les winonaïtes, occupent une position intermédiaire : elles ont subi
un métamorphisme thermique intense et
une fusion partielle très limitée, mais conservent parfois des reliques
chondritiques. Elles proviennent d'astéroïdes qui ont commencé à
se différencier sans atteindre une fusion complète.
• Les achondrites
astéroïdales évoluées comprennent des groupes majeurs comme les
howardites, les eucrites et les diogénites, souvent regroupés sous l'appellation
HED, car on pense qu'ils proviennent tous du même corps parent, probablement
l'astéroïde Vesta.
Les
eucrites sont des basaltes riches en plagioclase et en pyroxène, formés
en surface ou près de la surface par épanchement de laves; les diogénites
sont des roches plutoniques plus profondes, composées presque exclusivement
d'orthopyroxène, issues de la cristallisation lente d'un magma dans
le manteau de l'astéroïde; les howardites sont des brèches mélangeant
des fragments d'eucrites et de diogénites, témoignant d'impacts ayant
brassé la croûte et le manteau.
• Les météorites
de fer pierreuses et les achondrites riches en olivine constituent
un autre groupe important On y rencontre les brachinites, les uréilites
et les winonaïtes, qui présentent des textures à gros grains et des
minéraux mafiques abondants, suggérant des processus de fusion partielle
ou de cristallisation dans des corps parents de taille moyenne. Les aubrites
sont des achondrites extrêmement réduites, composées en grande partie
d'enstatite presque pure, avec de petits grains de métal et de sulfures,
et leur minéralogie indique des conditions de formation très pauvres
en oxygène. Les angrites sont des roches basaltiques à grain fin ou moyen,
riches en augite, en olivine et en plagioclase, avec des âges de cristallisation
parmi les plus anciens du système solaire, dépassant souvent 4,56 milliards
d'années. Elles proviennent d'un corps parent qui s'est différencié
très tôt.
Autres
achondrites.
Parmi les achondrites,
on trouve également des échantillons qui ne proviennent pas de la ceinture
d'astéroïdes mais de corps planétaires différenciés plus massifs.
• Les
météorites lunaires, par exemple, sont des achondrites issues de
la Lune, éjectées lors d'impacts suffisamment
violents pour vaincre la gravité lunaire. Elles comprennent des basaltes
des mers, des anorthosites des hautes terres et des brèches d'impact,
et leur identification repose sur la comparaison de leur composition isotopique
et minéralogique avec les échantillons rapportés par les missions
Apollo et Luna.
• Les météorites
martiennes, regroupées sous l'acronyme SNC (pour Shergottites, Nakhlites,
Chassignites), sont des achondrites provenant de Mars.
Les shergottites sont des roches magmatiques basaltiques ou lherzolitiques,
relativement jeunes, avec des âges de cristallisation souvent inférieurs
à 600 millions d'années, ce qui implique une activité volcanique récente
sur Mars. Les nakhlites sont des cumulats de clinopyroxène et d'olivine,
formés dans des intrusions ou des coulées épaisses il y a environ 1,3
milliard d'années, et elles contiennent parfois des minéraux secondaires
comme des carbonates ou des sulfates, témoignant d'interactions avec
de l'eau. Les chassignites sont des dunites presque monominérales, composées
d'olivine, avec de petites quantités de pyroxène et de chromite. L'identification
de l'origine martienne de ces météorites repose notamment sur la composition
des gaz nobles piégés dans des verres d'impact, qui correspond exactement
à l'atmosphère mesurée par les atterrisseurs Viking, ainsi que sur
des rapports isotopiques de l'oxygène distincts de ceux des autres achondrites.
Caractéristiques
des achondrites.
Les textures des
achondrites sont extrêmement variées et reflètent des processus géologiques
profonds. On observe des textures ignées cumulatives, où les cristaux
se sont accumulés par gravité dans une chambre magmatique, des textures
basaltiques à refroidissement rapide avec des microlithes et des verres
résiduels, des textures métamorphiques avec recristallisation et équilibrage
des minéraux, et des textures bréchiques dues
aux impacts répétés qui fracturent, broient et mélangent des roches
de différentes profondeurs. Certaines achondrites présentent des traces
de choc intense, comme des veines de verre fondu, des cônes de percussion
ou des minéraux de haute pression tels que la ringwoodite ou la majorite,
témoignant des collisions qui les ont arrachées à leur corps parent.
D'autres contiennent des inclusions de métal fer-nickel, de troïlite
ou de chromite, vestiges de la ségrégation noyau-manteau incomplète
ou de processus magmatiques locaux.
La composition isotopique
de l'oxygène est un outil essentiel pour distinguer
les différents groupes d'achondrites et pour établir des liens génétiques
entre eux. Chaque corps parent possède une signature isotopique particulière,
résultant de son histoire thermique et de son brassage interne. Par exemple,
les eucrites, les diogénites et les howardites partagent une même ligne
de fractionnement isotopique de l'oxygène, ce qui a permis de les rattacher
à Vesta, également étudiée par la sonde Dawn.
Les angrites ont une signature très particulière, très pauvre en oxygène
17, ce qui indique un réservoir source distinct. Les achondrites primitives
comme les acapulcoïtes et les lodranites montrent des compositions intermédiaires
entre les chondrites ordinaires et les achondrites évoluées, ce qui confirme
leur statut de pont évolutif.
L'étude des achondrites.
L'étude des achondrites
est fondamentale pour comprendre la formation et l'évolution des planètes
telluriques. Elles apportent des contraintes directes sur les processus
de fusion partielle, de cristallisation fractionnée, de ségrégation
noyau-manteau, de volcanisme et de métamorphisme dans des corps de tailles
variées. Les âges de cristallisation
obtenus par les chronomètres isotopiques à longue période, comme le
système samarium-néodyme ou uranium-plomb, montrent que la différenciation
des premiers astéroïdes a commencé moins de deux millions d'années
après la formation des premiers solides du Système
solaire, ce qui implique une source de chaleur intense, probablement
la désintégration de l'aluminium 26. Les
achondrites martiennes, en raison de leur jeunesse relative, permettent
d'étudier l'évolution magmatique et hydrologique de Mars sur plusieurs
milliards d'années, tandis que les météorites lunaires donnent accès
à des régions de la Lune non échantillonnées par les missions habitées,
y compris la face cachée. |
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