Une nouvelle nano-analyse intensive de la météorite Winchcombe a révélé comment elle a été affectée par l’eau et comment elle s’est brisée et réassemblée à plusieurs reprises au cours de son voyage à travers l’espace avant d’atterrir dans un champ de moutons anglais en 2021.
Des chercheurs de dizaines d’institutions au Royaume-Uni, en Europe, en Australie et aux États-Unis ont collaboré à cette recherche. Ensemble, ils ont soumis les grains minéraux contenus dans des fragments de la météorite Winchcombe à une gamme variée de techniques analytiques de pointe.
Leurs travaux, qui ont été menés à une échelle plus généralement réservée à l’étude d’échantillons renvoyés sur Terre par des missions spatiales de plusieurs milliards de dollars, leur ont ainsi donné un aperçu sans précédent de l’histoire de la météorite Winchcombe.
Leur analyse les a aidés à remonter le temps jusqu’aux premiers jours de la météorite en tant que roche sèche porteuse de glace, puis à retracer sa transformation par la fonte de la glace en une boule de boue qui a été brisée et reconstruite encore et encore.
La météorite Winchcombe est un exemple exceptionnellement bien préservé d’un groupe de roches spatiales appelées chondrites carbonées CM, qui se sont formées au cours des premières périodes du système solaire. Ils transportent des minéraux altérés par la présence d’eau sur leur astéroïde parent.
L’analyse de ces minéraux contenus dans la météorite Winchcombe aidera les scientifiques à trouver les réponses aux questions concernant les processus qui ont formé notre système solaire, y compris les origines possibles de l’eau sur Terre.
Contrairement à la plupart des météorites, qui peuvent rester inaperçues pendant des mois ou des années après leur entrée dans l’atmosphère terrestre, la météorite Winchcombe a été récupérée quelques heures après avoir touché le sol. Les membres du public, les scientifiques citoyens et la communauté des amateurs de météorites ont reconnu que des roches avaient touché le sol et ont aidé les scientifiques à identifier l’emplacement des échantillons, facilitant ainsi leur récupération.
La rapidité de sa récupération a permis d’éviter qu’elle ne soit davantage altérée par l’exposition à l’atmosphère terrestre, offrant ainsi aux scientifiques une rare opportunité d’en apprendre davantage sur les chondrites CM en les scrutant jusqu’au niveau atomique.
Dans un papier publié dans la revue Météoritiques et science planétaireles chercheurs décrivent comment ils ont exploré la brèche complexe de la météorite Winchombe.
Une brèche est une roche formée de morceaux d’autres roches cimentés ensemble dans une structure appelée matrice cataclastique. L’analyse de l’équipe réalisée à l’aide de techniques sophistiquées, notamment la microscopie électronique à transmission, la diffraction de rétrodiffusion électronique, la spectrométrie de masse des ions secondaires à temps de vol et la tomographie par sonde atomique, a montré que la brèche de Winchcombe contient huit types distincts de roches chondrites CM.
L’équipe a découvert que chaque type de roche a été modifié à des degrés différents par la présence d’eau, non seulement entre les types de roches mais aussi, étonnamment, à l’intérieur de celles-ci. L’équipe a trouvé de nombreux exemples de grains minéraux non altérés à côté de grains complètement altérés, même à l’échelle nanométrique. À titre de comparaison, un cheveu humain a une épaisseur d’environ 75 000 nanomètres.
L’équipe suggère que l’explication probable de la nature confuse des différents types de roches et de leur extrême variation d’altération aqueuse est que l’astéroïde Winchcombe a été brisé à plusieurs reprises en morceaux par des impacts avec d’autres astéroïdes avant d’être reconstitué.
Une autre découverte importante de l’analyse est la proportion étonnamment élevée de minéraux carbonatés comme l’aragonite, la calcite et la dolomite, ainsi que de minéraux qui ont ensuite remplacé les carbonates, dans les échantillons analysés par l’équipe.
Cela suggère que la météorite de Winchcombe était plus riche en carbone qu’on ne le pensait auparavant et qu’elle avait probablement accumulé une quantité abondante de CO2 gelé avant de fondre pour former les minéraux carbonatés observés par l’équipe. L’analyse de l’équipe pourrait aider à expliquer les grandes veines de carbonate observées à la surface de l’astéroïde Bennu par la mission OSIRIS-REx de la NASA.
L’étude a été dirigée par le Dr Luke Daly de l’Université de Glasgow, qui est également l’auteur principal de l’article. Le Dr Daly a également dirigé l’équipe de recherche qui a récupéré le plus gros fragment de la météorite Winchcombe après qu’il ait été repéré comme une boule de feu traversant le ciel du Gloucestershire le 28 février 2021.
Le Dr Daly a déclaré : « Nous étions fascinés de découvrir à quel point la brèche était fragmentée dans l’échantillon de Winchcombe que nous avons analysé. Si vous imaginez la météorite de Winchcombe comme un puzzle, ce que nous avons vu dans l’analyse était comme si chacune des pièces du puzzle elle-même avait également été découpé en morceaux plus petits, puis mélangés dans un sac rempli de fragments de sept autres puzzles.
« Cependant, ce que nous avons découvert en essayant de démêler les puzzles grâce à nos analyses est un nouvel aperçu des détails très fins de la façon dont la roche a été modifiée par l’eau dans l’espace. Cela nous donne également une idée plus claire de la façon dont elle a dû être battue. par les impacts et s’est reformé encore et encore au cours de sa vie depuis qu’il a tourbillonné hors de la nébuleuse solaire, il y a des milliards d’années.
Le Dr Leon Hicks de l’Université de Leicester et co-auteur de l’étude a déclaré : « Ce niveau d’analyse de la météorite Winchcombe est pratiquement sans précédent pour les matériaux qui n’ont pas été directement renvoyés sur Terre à partir de missions spatiales, comme les roches lunaires d’Apollo. programme ou des échantillons de l’astéroïde Ryugu collectés par la sonde Hayabusa 2. »
Le co-auteur de l’article, le Dr Martin Suttle de l’Open University, a déclaré : « La vitesse à laquelle les fragments de Winchcombe ont été récupérés nous a laissé des échantillons vierges à analyser, depuis l’échelle centimétrique jusqu’aux atomes individuels dans les roches. Chaque grain est une minuscule capsule temporelle qui, prise ensemble, nous aide à avoir une vision remarquablement claire de la formation, de la reformation et de l’altération qui se sont produites au cours de millions d’années.
Le Dr Diane Johnson de l’Université de Cranfield, co-auteur de l’article, a ajouté : « Des recherches comme celle-ci nous aident à comprendre les premières parties de la formation de notre système solaire d’une manière qui n’est tout simplement pas possible sans une analyse détaillée des matériaux qui ont été là, dans l’espace, au moment où elle s’est produite. La météorite Winchcombe est un morceau remarquable de l’histoire spatiale et je suis heureux d’avoir fait partie de l’équipe qui a contribué à raconter cette nouvelle histoire.
Plus d’information:
Luke Daly et al, Bréchification à l’échelle du grain dans les lithologies de la chondrite carbonée de type Winchcombe Mighei, Météoritiques et sciences planétaires (2024). DOI : 10.1111/maps.14164