Pouvez-vous vraiment trouver des micrométéorites dans votre gouttière? Eh bien<

Je collectionne les météorites, et j’en ai pas mal qui frappent autour de mon bureau à domicile. Certains sont de la taille d’un gros poing, avec un que j’apporte avec moi lorsque je donne des conférences sur les impacts afin que les gens puissent tenir un morceau d’astéroïde dans leur main — mais la plupart sont assez petits, comme la taille d’un doigt de la dernière articulation à la pointe. Quelques-uns sont des cailloux (généralement bien connus avec un intérêt scientifique particulier, rendant les plus gros morceaux difficiles à obtenir), et quelques-uns sont de la taille d’un grain de sable (l’un provient de la Lune et l’autre de Mars).

Bien que je ne les collectionne pas, il existe un autre type encore plus petit: les micrométéorites, généralement plus petites qu’un millimètre de diamètre, certaines si minuscules qu’il faut un microscope pour les voir clairement. Les plus gros (disons, un dixième de millimètre et plus) sont généralement sphériques ou proches, car ils fondent complètement à mesure que le bélier traverse notre atmosphère à des vitesses hypersoniques, puis se solidifient après avoir ralenti à des vitesses subsoniques (en fait, ils tombent probablement le reste du chemin extrêmement lentement en raison de leur taille).

D’où viennent-ils ? Eh bien, l’espace, duh, mais ils sont probablement déjà très petits avant qu’ils ne frappent notre atmosphère. Certains sont des grains de matière arrachés par des comètes; la partie solide d’une comète (son noyau) est un mélange de diverses glaces avec des roches de différentes tailles, jusqu’à de la poussière microscopique. Lorsque la comète s’approche du Soleil, la glace se transforme en gaz, libérant les roches et la poussière, et si la Terre pénètre dans ce flux de débris, nous obtenons des météores comprenant des micrométéoroïdes *.

D’autres commencent leur vie en tant qu’astéroïdes. Ils se couvrent de cailloux et de poussière au fil du temps à cause de petits impacts, et un impact plus important peut secouer ce matériau qui peut ensuite tomber sur la Terre. Ou il est possible que ces micrométéorites soient également toujours petites, formées dans le système solaire alors que les planètes sont nées il y a plus de 4,5 milliards d’années.

Ce matériau pleut constamment sur Terre, à hauteur de plusieurs tonnes par jour. Maintenant, cela m’amène à un peu de « connaissance commune » intéressante: parce que beaucoup d’entre eux tombent tout le temps, vous pouvez les trouver dans les gouttières de toit! L’idée est que le matériau se dépose simplement sur la Terre et dont une partie atterrit sur les toits, ou qu’il est ramassé par des gouttes de pluie pour le même effet. Si vous nettoyez vos gouttières, tout ce que vous avez à faire est de vider la crasse dans un sac, de tenir un aimant puissant à côté, et le petit morceau de fer commun dans les météorites (même les caillouteuses) les fera tomber. Boom. Des micrométéorites pour votre étude ! Vous pouvez trouver de nombreux sites Web sur la façon de le faire, généralement comme exercice de laboratoire pour les enfants dans leurs cours de sciences.

Une tranche d’une météorite de chondrite carbonée du Maroc tombée en 2015 (à gauche; notez les petites excroissances minérales) et d’une météorite de fer beaucoup plus grande appelée Campo del Cielo (à droite). Ours gommeux pour l’échelle. Crédit : Phil Plait

Il y a cependant un problème. Il a été montré (en 1953!) qu’une grande partie des échantillons ainsi collectés sont ce qu’on appelle des « cendres volantes », des scories de four, de petits morceaux de cendres soufflés dans l’air par des fours, qui peuvent également contenir du fer et sont souvent sphériques. En fait, les « micrométéorites » trouvées dans les échantillons semblent augmenter plus près des zones urbaines, ce qui indique que beaucoup de ces éléments ne proviennent pas de l’espace, mais de l’industrie.

Alors qui a raison? J’ai vu des gens prétendre que vous pouvez trouver des micrométéorites de cette façon et d’autres disent que c’est tout du hogwash (ou du flyashwash, je suppose). Il s’avère qu’ils ont tous les deux raison. Un peu.

Fondamentalement, les cendres volantes dominent massivement le matériau présent dans les gouttières… mais cela ne tient pas compte de tout cela. Une très petite partie vient en fait de l’espace. Le vrai problème est de séparer les deux. Vous ne pouvez pas le faire en faisant passer un aimant sur goop de gouttière puis en les inspectant visuellement, c’est ainsi que la plupart de ces sites Web en parlent. Vous vous retrouverez avec presque toutes les scories.

Au lieu de cela, ce n’est que la première étape. Après cela, vous devez effectuer une analyse élémentaire plus compliquée pour rechercher des traceurs d’origine interplanétaire.

Et cela a été fait! Dans le cadre d’une étude appelée projet Stardust, 300 kilogrammes de sédiments de gouttière ont été extraits de bâtiments à Oslo, en Norvège, et examinés (vous pouvez en savoir plus sur ce projet et sur Jon Larsen, le moteur de ce projet, dans cet article divertissant du New York Times). Ils ont trouvé environ 500 sphérules susceptibles d’être des micrométéorites. Ceux–ci mesuraient tous environ 0,3 à 0,4 mm, assez grands pour être vus. Ils ont lavé les sédiments, utilisé un aimant pour extraire les particules, puis les ont inspectés visuellement pour éliminer celles qui semblaient d’origine cosmique. Le journal ne dit pas combien de temps cela a pris, mais j’imagine que ce n’était pas exactement un projet d’après-midi.

Les sections transversales de divers micrométéorites montrent différentes structures de grains et de minéraux. Crédit: Wikipédia / S. Taylor / Shaw Street

Maintenant, tout de suite, notez le ratio. 300 kilos, c’est beaucoup de glop, et y trouver 500 particules n’est pas exactement une aubaine. Cela vous dit tout de suite que l’idée que vous pouvez les trouver dans votre propre goo de toit est extrêmement improbable; imaginez passer au crible un litre de cette substance pour trouver juste un ou deux grains de moins d’un millimètre! Et attention, vous trouverez des milliers de bits de taille similaire faisant de leur mieux pour vous tromper.

C’est dommage, vraiment. J’adore l’idée d’aller à l’extérieur et de simplement collecter des morceaux d’espace dans votre maison. Je me demande combien de parents l’ont utilisé pour amener leurs enfants à faire des tâches ménagères? « Sortez et cherchez des restes d’astéroïdes fracassés dans la gouttière! » Ça aurait marché sur moi.

Pourtant, la science de l’étude Stardust est plutôt cool. Ils ont étudié 48 des micrométéorites en détail, constatant qu’elles étaient similaires à celles trouvées en Antarctique et dans les sédiments des grands fonds (ce qui les rend encore moins susceptibles d’être industriels). Certains d’entre eux contenaient des combinaisons de nickel et de fer, ce qui les rend susceptibles d’être extraterrestres; le nickel est extrêmement rare à la surface de la Terre mais commun dans les astéroïdes et les météorites. En général, ils semblent provenir d’astéroïdes pierreux ordinaires, bien que certains contiennent des compositions indiquant des astéroïdes moins communs, mais dans l’ensemble, les plages des sources de ces échantillons correspondent à des collections de météorites de plus grande taille.

En parcourant les chiffres, ils ont constaté que vous vous attendiez à trouver environ deux particules par mètre carré frappant votre toit par an. Ils constatent également que parmi ceux-ci, vous ne trouverez probablement qu’environ 1 sur mille! Ce sont de longues chances.

Cours Intensif d’Astronomie: Météores, Météorites et Météorites, Oh Mon dieu!

Fait intéressant, ils ont constaté que le type de micrométéorite trouvé varie avec l’âge de l’échantillon. Par exemple, certains types étaient plus courants dans les échantillons trouvés il y a environ 200 000 ans en Antarctique par rapport à ce qu’ils ont trouvé récemment (les échantillons de poussière d’étoiles provenaient de toits fréquemment nettoyés, il est donc peu probable que les échantillons aient plus de quelques années).

Ils postulent que ces changements peuvent être liés à la vitesse à laquelle les micrométéoroïdes pénètrent dans notre atmosphère. Lorsqu’une météorite fond tout au long de son parcours et recommence à refroidir à mesure qu’elle tombe plus lentement, les minéraux se solidifient à l’intérieur. La façon dont ces minéraux se forment dépend de la chaleur de la micrométéorite, de sorte que la vitesse, et donc la chaleur, peut modifier la teneur en minéraux. Cela implique à son tour qu’au fil du temps, il y a de légers changements dans les orbites des nuages de poussière que nous traversons, modifiant leurs angles d’impact et leurs vitesses, peut-être par des perturbations gravitationnelles des planètes.

C’est plutôt cool! En étudiant ces minuscules particules, nous pouvons apprendre comment l’orbite de leurs progéniteurs évolue au fil du temps, ce qui est une autre information sur les astéroïdes et les comètes que nous pouvons utiliser pour les comprendre. C’est incroyable ce que vous pouvez déduire lorsque vous avez suffisamment d’échantillons de quelque chose à étudier even même si ce n’est pas si facile de les collecter.

* La partie solide est appelée un météorite; lorsqu’il fait chaud en traversant notre atmosphère, nous appelons le phénomène un météore; et s’il frappe le sol, nous l’appelons une météorite. Ajoutez micro- comme préfixe à l’un de ceux-ci si nécessaire.

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